备战2025年高考化学抢押秘籍(山东专用)猜押电化学电解质溶液曲线分析(学生版+解析)

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备战2025年高考化学抢押秘籍(山东专用)猜押电化学电解质溶液曲线分析(学生版+解析)

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猜押 电化学 电解质溶液曲线分析
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
原电池装置分析 2023年第11题 近年山东高考卷中,选择题中对于电化学的考查每年都有所侧重,原电池装置、电解池装置和多池串联装置轮番考查。对于电解质溶液的分析依然以曲线分析为主,且喜欢考查沉淀溶解平衡曲线。 分析近3年山东高考化学选择题中有关电化学和电解质溶液曲线的考查一直是重点和难点,也是必考题型。
电解池装置分析 2024年第13题
多池串联装置分析 2022年第13题
电解质溶液曲线分析 2024年第10题 2023年第15题 2022年第14题
押题一 原电池装置分析
1.锌离子全电池加入弱极性FcD后,利用FcD/FcD+间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法不正确的是
A.理论上该电池需要不断补充FcD
B.电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极
C.加入聚乙二醇是为了增大FcD在水中的溶解度
D.理论上每消耗32g溶解氧,可除去非活性锌130g
2.(2025·山东菏泽·一模)双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
A.H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B.装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C.“好氧阴极”电极反应式为:
D.放电过程中若有1mol 完全转化为,“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L
3.我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时,负极反应为
B.充电时,阴极室电解质溶液增大
C.复合石墨电极表面,放电时析出,充电时析出
D.充电时,每生成,阳极室溶液质量减少
4.(2025·山东青岛·一模)热再生电池堆电化学还原池系统可减少工业烟气中的排放并利用余热,其工作原理如图。下列说法正确的是
A.气体是
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.泡沫铜为负极,电极反应:
D.阴极的电极反应:
押题二 电解池装置分析
5.(2025·山东聊城·一模)为了从海水中提取锂,某团队设计了如图所示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将甲池、乙池电极两两互换,在乙池中实现锂的富集。下列说法正确的是
A.膜a为阴离子交换膜
B.电极1应与电极3互换
C.电极4连接电源的正极
D.理论上,电路通过电子时,乙池中电解液质量增加
6.一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的均减小
C.理论上每将处理为,阳极区溶液减少
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
7.(2025·山东日照·一模)硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法正确的是
A.若以铅蓄电池为电源,b为Pb电极
B.SO参与的电极反应为:
C.电解一段时间后阳极区溶液的pH减小
D.标准状况下,产生2.24LCO2时,理论上可产生9.6gCuS
8.工业上可利用流汞电解法电解海水,如图所示流汞电解池的底部略微倾斜。在电解池中,汞作为阴极,生成并通过电解池底部流入Z池,发生反应:。下列说法正确的是
A.阳极附近溶液不发生变化
B.汞阴极发生电极反应:
C.理论上每生成1,需消耗海水中氯化钠的质量为117g
D.理论上每生成1,Z池中溶液质量增加80g
9.(2025·山东省实验中学·一模)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知:谷氨酸的pI为3.22,丙氨酸的pI为6.02,赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,电极均为惰性电极。下列说法错误的是
A.阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C.原料室的pH应控制在6.02
D.在产品室1中,可以收集到赖氨酸
10.(2025·山东潍坊·一模)利用在碱性条件下实现废水中(Ⅲ)的回收,铬的去除率大于,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.膜a,膜b均为阳离子交换膜
B.废水室中反应的离子方程式为
C.反应一段时间后,阴极区溶液的pH减小
D.通电过程中石墨N极每产生33.6L(标准状况)气体,则双极膜内减少
11.(2025·山东济宁·一模)科学家研究的新型电化学装置实现了在常温常压下,KOH电解质加速羰基中间体缩合高效合成。
下列说法正确的是
A.阳极的电极反应之一为:
B.过程中两极室电解质溶液pH不变
C.每生成1mol,阴极至少有3mol H2生成
D.反应①的反应类型为取代反应
12.(2025·山东烟台、德州、东营·一模)电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略,其装置如图所示。已知:酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是
A.电极M的电势比电极N低
B.电极N附近pH降低
C.M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO
D.制备1mol乙酰胺,电路中至少转移12mol e-
押题三 多池串联装置分析
13.(2025·山东淄博·一模)热再生乙腈电池将还原为,利用工业废热热解甲池左室溶液可实现再生,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.甲池电极为负极
B.甲池隔膜为阴离子交换膜
C.乙池极电极反应式为
D.若极生成(标准状况),则理论上极质量减少
14.碱性电池发展迅猛,某实验小组利用该电池实现电化学合成氨,装置如图所示,下列说法正确的是
A.N极为金属,发生氧化反应
B.理论上若电解液传导,最多可生成
C.不考虑其它因素,电池工作一段时间后需补充乙醇电解液
D.Q极电极反应式为
15.(2025·山东省实验中学·一模)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2],并能实现H2的循环利用,其工作原理如图所示(已知Me为甲基,电极均为石墨电极),下列说法正确的是
A.电池工作时电极a连接电极c
B.通电一段时间后,当生成9g Li[P(CN)2]时,电极a消耗H2的体积(标准状况)为2.24L
C.若隔膜e为阳离子交换膜,则燃料电池的放电会使左侧溶液pH减小
D.电极c的电极反应式为P4-4e-+8LiCN=4Li[P(CN)2]+4Li+
16.(2025·山东泰安·一模)一种新型Zn-NO2电池通过自供电实现转化为NH3,装置如图所示。下列说法错误的是
A.c电极的电势比d电极的电势低
B.电解池的总反应式为:
C.装置工作时d极区溶液的pH减小
D.当电路中转移2mole-时,d极区溶液质量减少16g
押题四 电解质溶液曲线分析
17.(2025·山东日照·一模)室温下,含有MCO3(s)的0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液和含有MSO4(s)的0.01mol·L-1的Na2SO4溶液,两份溶液中的pM[pM=-lgc(M2+)]以及含碳微粒分布分数δ如随pH变化关系如图所示。
①M2+不水解;②100.6=4
下列说法错误的是
A.曲线②表示MCO3的变化曲线
B.x=6.97
C.MSO4(s)M2+(aq)+SO(aq)的Ksp的数量级为
D.若将Na2CO3溶液的浓度变为0.1 mol·L-1,则曲线①②的交点将出现在a点右侧
18.(2025·山东聊城·一模)弱酸在有机相和水相中存在平衡:(环己烷),平衡常数为。25℃时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液。测得水溶液中、、浓度、环己烷中的浓度与水相萃取率随的变化关系如图。
已知:①在环己烷中不电离;②忽略体积变化。
下列说法不正确的是
A.曲线①表示水溶液中的浓度变化
B.时,
C.的
D.若加水体积为,则交点N的保持不变
19.(2025·山东省实验中学·一模)向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液,发生如下反应:Ag++S2O[Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-+S2O[Ag(S2O3)2]3-,lg[c(M)/(mol/L)]、lg[N]与lg[c(S2O)/(mol/L)]的关系如下图所示,M代表Ag+或Br-;N代表或。下列说法错误的是
A.直线L2表示随c(S2O)变化的关系
B.a=-6.1
C.c(S2O)=0.001mol/L时,若溶液中Ag(S2O3)2]3-的浓度为x mol/L,则c(Br-)= mol/L
D.AgBr+2S2O=[Ag(S2O3)2]3-+Br-的K的数量级为101
20.环境保护工程师研究用、或处理水样中的。室温下,饱和溶液物质的量浓度为0.1,溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系如图所示[例如]。已知,,,下列说法中错误的是
A.溶液中
B.向的溶液中通入至饱和,可使
C.忽略的第二步水解,0.1的溶液中的水解率约为62%
D.向0.01的溶液中加入等体积的0.2的溶液,反应初期产生沉淀为
21.(2025·山东潍坊·一模)25℃时,向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,向的溶液中逐滴加入的盐酸,且溶液的[化学上规定]与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线①中的
B.当时,则存在关系:
C.当时,两溶液的pH均小于4.74
D.25℃时,的溶液的pH约为9.37
22.(2025·山东济宁·一模)常温下,有含M2A(s)的M2A饱和溶液、含MB(s)的MB饱和溶液,两份溶液中和微粒的分布系数/所有含A微粒的总浓度],随pH的变化关系如图所示,不发生水解,MHA可溶。
下列说法正确的是
A.P表示MB饱和溶液中随pH变化的图像
B.反应的平衡常数约为5×1016
C.MHA与少量HB反应的离子方程式为:
D.pH=3时,M2A的饱和溶液中
23.碳酸钙是常见难溶物。某学习小组向100mL蒸馏水中加入,当电导率不变时向其中加入10mL蒸馏水,当电导率再次不变时再向其中加入10mL蒸馏水,得到电导率的变化如图。已知:,;的电离常数,。下列说法正确的是
A.a→b段,平衡右移
B.段,当电导率不变时,若向溶液中通气体,减小
C.段,当电导率不变时,溶液中
D.段,当电导率不变时,通过加固体可实现向的完全转化
24.(2025·山东淄博·一模)常温下,向含有足量固体的悬浊液中加盐酸调节,体系中关系如图所示。已知,为溶液中、、或;。下列说法正确的是
A.曲线表示的关系
B.常温下,的
C.常温下,平衡常数
D.点时,溶液中
25.(2025·山东烟台、德州、东营·一模)室温下,用或调节溶液的pH,、以及、随pH的变化如图所示(已知是二元强酸)。下列说法正确的是
A.Ⅱ表示
B.溶液中
C.B点溶液中存在
D.溶液中存在平衡,平衡常数
21世纪教育网(www.21cnjy.com)猜押 电化学 电解质溶液曲线分析
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
原电池装置分析 2023年第11题 近年山东高考卷中,选择题中对于电化学的考查每年都有所侧重,原电池装置、电解池装置和多池串联装置轮番考查。对于电解质溶液的分析依然以曲线分析为主,且喜欢考查沉淀溶解平衡曲线。 分析近3年山东高考化学选择题中有关电化学和电解质溶液曲线的考查一直是重点和难点,也是必考题型。
电解池装置分析 2024年第13题
多池串联装置分析 2022年第13题
电解质溶液曲线分析 2024年第10题 2023年第15题 2022年第14题
押题一 原电池装置分析
1.锌离子全电池加入弱极性FcD后,利用FcD/FcD+间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法不正确的是
A.理论上该电池需要不断补充FcD
B.电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极
C.加入聚乙二醇是为了增大FcD在水中的溶解度
D.理论上每消耗32g溶解氧,可除去非活性锌130g
【答案】A
【分析】锌离子全电池工作时,锌作负极,NaV3O8·1.5H2O作正极;FcD除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,据此答题。
【解析】A.除去溶解氧时将FcD转化为FcD+,除去非活性锌时将FcD+转化为FcD,整个过程FcD的量不变,所以理论上该池不需要补充FcD,故A错误;
B.锌为负极,NaV3O8·1.5H2O为正极,电子从负极经导线移向正极,即电子从锌电极经导线移向NaV3O8·1.5H2O电极,故B正确;
C.FcD为弱极性,加入少量聚乙二醇减小溶剂的极性,增大FcD在水中的溶解度,故C正确;
D.除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FcD+O2+2H2O→4FcD++4OH-、2FcD++Zn→2FcD+Zn2+,所以每消耗32g溶解氧,即1mol溶解氧,可除去非活性锌2mol,即130g,故D正确;
故选A。
2.(2025·山东菏泽·一模)双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
A.H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B.装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大
C.“好氧阴极”电极反应式为:
D.放电过程中若有1mol 完全转化为,“好氧阴极”区内理论上消耗O2(STP)44.8L
【答案】CD
【分析】如图,“厌氧阳极”上,失去电子生成和,电极反应式为;“缺氧阴极”上,得到电子生成,再转化为,电极反应式分别为、。“好氧阴极”上,得到电子生成,电极反应式为,同时还能氧化生成,还可以被氧化为,离子方程式分别为、,据此回答。
【解析】A.在原电池中,阳离子向正极移动。该电池中厌氧阳极是负极,缺氧阴极和好氧阴极是正极,所以H+的迁移方向是厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极,A正确;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗的H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的H+,且反应生成水,其附近的溶液pH增大,B正确;
C.“好氧阴极” 应该发生得电子的还原反应,而是氧化反应,“好氧阴极” 正确的电极反应式为,C错误;
D.1mol 完全转化为,N元素的化合价从-3价升高到+5价,失去8mol电子,需要消耗的为2mol。根据 “好氧阴极” 的电极反应式,转移8mol电子时,消耗2mol,共消耗的为4mol,在标准状况(STP)下的体积为,D错误;
故选CD。
3.我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时,负极反应为
B.充电时,阴极室电解质溶液增大
C.复合石墨电极表面,放电时析出,充电时析出
D.充电时,每生成,阳极室溶液质量减少
【答案】D
【分析】根据图示可知,放电时是原电池,放电时,负极为锌,锌在负极失去电子生成锌离子与氢氧根离子结合生成,负极的电极反应式为,复合石墨是正极,发生还原反应,电极反应为,充电时,复合石墨是阳极,电极反应为,Zn是阴极,电极反应为:,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,放电时,负极反应为:,A正确;
B.充电时,阴极的反应为,当转移2mol电子时,生成4mol,有2mol透过阴离子交换膜移向右侧,故阴极室电解质溶液增大,B正确;
C.由分析的电极反应可知,复合石墨电极表面,放电时析出,充电时析出,C正确;
D.充电时,每生成,转移6mol电子,阳极生成1mol氮气,同时会有6mol透过阴离子交换膜移向阳极室,故阳极室质量增加,D错误;
故选D。
4.(2025·山东青岛·一模)热再生电池堆电化学还原池系统可减少工业烟气中的排放并利用余热,其工作原理如图。下列说法正确的是
A.气体是
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.泡沫铜为负极,电极反应:
D.阴极的电极反应:
【答案】CD
【分析】左侧为原电池,泡沫铜为负极发生氧化反应,电极反应方程式为:,石墨毡为正极,铜离子得电子发生还原反应,电极反应方程式为:,右侧为电解装置,右侧石墨电极上二氧化碳得电子产生一氧化碳、发生还原反应,为阴极,电极反应方程式为,左侧石墨电极为阳极,电极反应方程式为:,电解池总反应为;
【解析】A.据分析,气体是和二氧化碳的混合气体,A项错误;
B.电解时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,由于阴极反应生成碳酸氢根,阳极反应消耗碳酸氢根,则离子交换膜为阴离子交换膜,使碳酸氢根从右侧向左侧移动,故B错误;
C.据分析,泡沫铜为负极,电极反应:,故C正确;
D.据分析,阴极的电极反应:,故D正确;
选CD。
押题二 电解池装置分析
5.(2025·山东聊城·一模)为了从海水中提取锂,某团队设计了如图所示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将甲池、乙池电极两两互换,在乙池中实现锂的富集。下列说法正确的是
A.膜a为阴离子交换膜
B.电极1应与电极3互换
C.电极4连接电源的正极
D.理论上,电路通过电子时,乙池中电解液质量增加
【答案】CD
【分析】保持电源正负极不变,每运行一段时间后, 将甲池、乙池电极两两互换,在乙池中实现锂的富集 ,说明电极上电极反应式为,电极为阴极,则电极、、分别是阳极、阴极、阳极,电极上发生的电极反应为:。
【解析】A.由于电极上电极反应式为,需要补充锂离子,所以膜为阳离子交换膜,A错误;
B.根据分析可知,电极应与电极互换,B错误;
C.电极上发生的电极反应为:,为阳极,所以电极连接电源的正极,C正确;
D.乙池中,电极上电极反应式为,电极的电极反应式为为:。理论上,电路通过电子时,乙池中电解液增加的质量相当于的质量,质量为 ,D正确;
故选CD。
6.一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的均减小
C.理论上每将处理为,阳极区溶液减少
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
【答案】C
【分析】左侧电极上转化为,转化为,N元素化合价升高,左侧为阳极,阳极总反应为,右侧为阴极,电极反应为,据此解答。
【解析】A.由分析可知,导电碳刷作阳极,故导电碳布是阴极,与导电碳布相连的一极为电源的负极,故A正确 
B.阳极总反应为,转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H+数目相等,因此随着反应进行,阳极区氢离子浓度增大,pH减小;阴极发生为,转移电子数目与迁移过来的H+数目相等,因此随着反应进行,阴极区氢离子浓度增大,pH减小;故B正确;
C.理论上每将处理为,转移6mol电子,生成1mol N2(28g)逸出,同时有6mol H+(6g)迁移到右侧阴极区,因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g,故C错误;
D.若该电池在高温下工作,厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性,其处理废水的效率会下降,故D正确;
故选C。
7.(2025·山东日照·一模)硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+的硫酸盐酸性废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法正确的是
A.若以铅蓄电池为电源,b为Pb电极
B.SO参与的电极反应为:
C.电解一段时间后阳极区溶液的pH减小
D.标准状况下,产生2.24LCO2时,理论上可产生9.6gCuS
【答案】B
【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应:;可知石墨电极作阳极,则左侧石墨电极为阴极,a为负极,b为正极,据此分析解答。
【解析】A.由以上分析可知b为正极,若以铅蓄电池为电源,b为PbO2电极,故A错误;
B.左侧石墨电极为阴极,SO在该电极得电子转化为CuS,电极反应为:,故B正确;
C.结合阳极反应可知,每转移8mol电子时,阳极区生成7mol氢离子,但为满足电荷守恒,同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区,则阳极区溶液中氢离子浓度减小, pH增大,故C错误;
D.标准状况下,产生2.24LCO2即生成0.1mol,转移0.4mol电子,结合阴极反应可知,此时阴极生成0.05molCuS,质量为:4.8g,故D错误;
故选:B。
8.工业上可利用流汞电解法电解海水,如图所示流汞电解池的底部略微倾斜。在电解池中,汞作为阴极,生成并通过电解池底部流入Z池,发生反应:。下列说法正确的是
A.阳极附近溶液不发生变化
B.汞阴极发生电极反应:
C.理论上每生成1,需消耗海水中氯化钠的质量为117g
D.理论上每生成1,Z池中溶液质量增加80g
【答案】C
【分析】根据题意,在电解池中,汞作为阴极,生成,可知汞阴极发生电极反应:,阳极发生电极反应:。
【解析】A.阳极发生电极反应:,会有一定溶解使电极附近溶液降低,A错误;
B.汞阴极发生电极反应:,B错误;
C.理论上每生成1,需生成2,即需要转移2电子,根据电解反应:,则消耗海水中的质量为117g,C正确;
D.根据反应:,每生成1,会消耗2并且逸出,Z池溶液中物质最多增加44g,D错误。
故选C。
9.(2025·山东省实验中学·一模)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。已知:谷氨酸的pI为3.22,丙氨酸的pI为6.02,赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,电极均为惰性电极。下列说法错误的是
A.阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C.原料室的pH应控制在6.02
D.在产品室1中,可以收集到赖氨酸
【答案】D
【分析】由题干的电解池装置图可知,阳极室电解H2SO4溶液,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极室为电解NaOH溶液,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,H+经a膜进入产品室1,OH-经b膜进入产品室2,则a膜为阳离子交换膜,b膜为阴离子交换膜,结合三种氨基酸的pI值可知,产品室1显酸性则为谷氨酸,产品室2显碱性则为赖氨酸,丙氨酸留在原料室,据此解答。
【解析】A.由分析可知,阴极室电解NaOH溶液,阴极的电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,A正确;
B.由分析可知,a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,B正确 ;
C.由分析可知,丙氨酸留在了原料室,根据丙氨酸的pI值可知,原料室的pH应控制在6.02,C正确;
D.由分析可知,产品室1显酸性,则为谷氨酸,则可以收集到谷氨酸,D错误;
故选D 。
10.(2025·山东潍坊·一模)利用在碱性条件下实现废水中(Ⅲ)的回收,铬的去除率大于,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.膜a,膜b均为阳离子交换膜
B.废水室中反应的离子方程式为
C.反应一段时间后,阴极区溶液的pH减小
D.通电过程中石墨N极每产生33.6L(标准状况)气体,则双极膜内减少
【答案】BD
【分析】根据溶液中的离子移动方向,移向阳极,左侧石墨M为阳极,右侧石墨N为阴极,通过膜b进入产品室,为阳离子交换膜,膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室,为阴离子交换膜,通过膜c进入产品室,膜c是阴离子交换膜。
【解析】A.通过膜b进入产品室,为阳离子交换膜,膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室,为阴离子交换膜,A错误;
B.依据图中物质,废水室中Cr3+在碱性条件下被H2O2氧化生成,反应的离子方程式为,B正确;
C.根据溶液中的离子移动方向,移向阳极,左侧石墨M为阳极,右侧石墨N为阴极,阴极的电极反应为,阴极区消耗的的物质的量与双极膜中进入此区的的物质的量相等,所以反应一段时间后,阴极区溶液的pH不变,C错误;
D.通电过程中石墨N极每产生33.6L(标准状况)气体,即,则双极膜内有进入阴极室,同时有进入废水室,故双极膜内减少,即减少54g,D正确;
答案选BD。
11.(2025·山东济宁·一模)科学家研究的新型电化学装置实现了在常温常压下,KOH电解质加速羰基中间体缩合高效合成。
下列说法正确的是
A.阳极的电极反应之一为:
B.过程中两极室电解质溶液pH不变
C.每生成1mol,阴极至少有3mol H2生成
D.反应①的反应类型为取代反应
【答案】AC
【分析】如图可知,左侧、均发生氧化反应,则左侧为阳极,右侧为阴极;阳极的反应包含、两个反应,阴极的反应为,据此分析解答。
【解析】A.左侧为阳极,被氧化为,电极反应之一为:,A正确;
B.当转移2mol电子时,有2mol在阳极参与电极反应,同时有通过离子交换膜向阳极移动,但阳极生成水,pH减小,阴极消耗水生成氢氧根离子,pH增大,B错误;
C.每生成1mol,则需要1mol,2mol,根据电极反应可知,共转移6mol电子,则阴极至少有3mol生成,C正确;
D.反应①先发生醛基的加成反应形成羟基,再发生羟基的消去反应形成碳碳双键,不是取代反应,D错误;
故选AC。
12.(2025·山东烟台、德州、东营·一模)电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略,其装置如图所示。已知:酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是
A.电极M的电势比电极N低
B.电极N附近pH降低
C.M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO
D.制备1mol乙酰胺,电路中至少转移12mol e-
【答案】D
【分析】在碱性条件下,根据图示可知,M极发生电极反应:,,N极发生电极反应:,据此分析;
【解析】A.电极M上得电子,为阴极,N为阳极,M的电势比电极N低,A正确;
B.根据分析,电极N产生氢离子,附近pH降低,B正确;
C.根据分析,M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO,C正确;
D.根据分析,制备1mol乙酰胺,电路中至少转移14mol e-,D错误;
故选D;
押题三 多池串联装置分析
13.(2025·山东淄博·一模)热再生乙腈电池将还原为,利用工业废热热解甲池左室溶液可实现再生,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.甲池电极为负极
B.甲池隔膜为阴离子交换膜
C.乙池极电极反应式为
D.若极生成(标准状况),则理论上极质量减少
【答案】BD
【分析】由装置图可知b电极上发生反应:,Cu作负极,a电极为正极,正极发生反应:,则c电极为阴极,d电极为阳极,据此分析解答。
【解析】A.由以上分析可知甲池电极为负极,故A正确;
B.由图示信息可知,甲池中两极产物均为,且最终从左侧电极导出,则b电极生成的应通过隔膜进入左侧,该隔膜应为阳离子交换膜,故B错误;
C.c电极为阴极,该电极上还原为,电极反应为:,故C正确;
D.若极生成(标准状况),即消耗0.05mol氧气,转移电子0.2mol,结合上述电极反应可知b电极消耗0.2molCu,质量减少12.8g,故D错误;
故选:BD。
14.碱性电池发展迅猛,某实验小组利用该电池实现电化学合成氨,装置如图所示,下列说法正确的是
A.N极为金属,发生氧化反应
B.理论上若电解液传导,最多可生成
C.不考虑其它因素,电池工作一段时间后需补充乙醇电解液
D.Q极电极反应式为
【答案】D
【分析】某实验小组利用碱性电池实现电化学合成氨,H2在P电极上失去电子生成H+,P电极为阳极,Q电极为阴极,则M为负极,N为正极,以此解答。
【解析】A.由分析可知,M为负极,则M极为金属Zn,A错误;
B.未说明NH3所处的温度和压强,无法计算生成NH3的体积,B错误;
C.该装置可实现电化学合成氨,由图可知,右侧电解池的总反应方程式为N2+3H22NH3,若不考虑其它因素,则该装置反应前后,理论上乙醇的浓度不变,不需要补充乙醇电解液,C错误;
D.Q电极为阴极,锂离子在阴极与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂,电极方程式为:,D正确;
故选D。
15.(2025·山东省实验中学·一模)利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li[P(CN)2],并能实现H2的循环利用,其工作原理如图所示(已知Me为甲基,电极均为石墨电极),下列说法正确的是
A.电池工作时电极a连接电极c
B.通电一段时间后,当生成9g Li[P(CN)2]时,电极a消耗H2的体积(标准状况)为2.24L
C.若隔膜e为阳离子交换膜,则燃料电池的放电会使左侧溶液pH减小
D.电极c的电极反应式为P4-4e-+8LiCN=4Li[P(CN)2]+4Li+
【答案】CD
【分析】由图可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气在负极失去电子生成氢离子,通入氧气的电极b为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负极区;右侧装置为电解池,与电极a连接的电极d为阴极,氢氰酸在阴极得到电子发生还原反应生成氰酸根离子和氢气,与电极b连接的电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子。
【解析】A.由分析可知,电池工作时,右侧装置为电解池,电极a为负极,与电极a连接的电极d为阴极,故A错误;
B.由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气在负极失去电子生成氢离子:H2-2e-=2H+,右侧装置为电解池,电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子,由得失电子数目守恒可知,标准状况下,生成9g Li[P(CN)2]时,电极a消耗氢气的体积为,故B正确;
C.由分析可知,左侧装置为氢氧燃料电池装置,通入氢气的电极a为负极,氢气失去电子生成H+,K+或H+离子通过阳离子交换膜进入正极区,则通电一段时间后,左侧H+浓度增大,pH减小,故C正确;
D.由分析可知,右侧装置为电解池,通入氧气的电极b为正极,与电极b连接的电极c为阳极,氰化锂作用下白磷在阳极失去电子发生氧化反应生成Li[P(CN)2]和锂离子,电极反应式为P4-4e-+8LiCN=4Li[P(CN)2]+4Li+,故D正确;
答案选CD。
16.(2025·山东泰安·一模)一种新型Zn-NO2电池通过自供电实现转化为NH3,装置如图所示。下列说法错误的是
A.c电极的电势比d电极的电势低
B.电解池的总反应式为:
C.装置工作时d极区溶液的pH减小
D.当电路中转移2mole-时,d极区溶液质量减少16g
【答案】D
【分析】新型Zn-NO2电池中,Zn失电子转化为Zn2+,则a电极(Zn)作负极,b电极作正极,与a电极相连的c电极作阴极,d电极作阳极。
【解析】A.由分析可知,右侧电池为电解池,c电极作阴极,d电极作阳极,对于电解池,阳极的电势高于阴极,则c电极的电势比d电极的电势低,A正确;
B.在阴极,、NH3 H2O能稳定存在,则阴极电解质呈碱性,电极反应式为+6e-+5H2O=NH3+7OH-,阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,将两电极反应式调整得失电子守恒、然后相加,可得出电解池的总反应式为:,B正确;
C.装置工作时,d极发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+,则d极区溶液的pH减小,C正确;
D.依据d极电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+,当电路中转移2mole-时,生成0.5molO2,同时有2molH+通过质子交换膜进入c极区,所以d极区溶液质量减少0.5mol×32g/mol+2mol×1g/mol=18g,D错误;
故选D。
押题四 电解质溶液曲线分析
17.(2025·山东日照·一模)室温下,含有MCO3(s)的0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液和含有MSO4(s)的0.01mol·L-1的Na2SO4溶液,两份溶液中的pM[pM=-lgc(M2+)]以及含碳微粒分布分数δ如随pH变化关系如图所示。
①M2+不水解;②100.6=4
下列说法错误的是
A.曲线②表示MCO3的变化曲线
B.x=6.97
C.MSO4(s)M2+(aq)+SO(aq)的Ksp的数量级为
D.若将Na2CO3溶液的浓度变为0.1 mol·L-1,则曲线①②的交点将出现在a点右侧
【答案】D
【分析】随着pH的增大,逐渐减小,逐渐增大,然后逐渐减小,逐渐增大,所以图像中左侧分布系数逐渐减小的曲线代表,右侧分布系数逐渐增大的曲线代表,分布系数先增大后减小的曲线代表;随着pH增大,增大,MCO3(s)的沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中减小,pM增大;随着pH增大,不变,对MSO4(s)的沉淀溶解平衡无影响,溶液中不变,pM不变,所以曲线①表示MSO4的变化曲线,曲线②表示MCO3的变化曲线。
【解析】A.由分析知,曲线②表示MCO3的变化曲线,故A正确;
B.pH为6.37时,,,所以,pH为x时,,,则,,故B正确;
C.a点时,,,所以,数量级为,故C正确;
D.曲线①②的交点为不变,若将Na2CO3溶液的浓度变为0.1 mol·L-1,pH相同时,溶液中的比0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液的大,所以曲线①②的交点将出现在a点左侧,故D错误;
18.(2025·山东聊城·一模)弱酸在有机相和水相中存在平衡:(环己烷),平衡常数为。25℃时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液。测得水溶液中、、浓度、环己烷中的浓度与水相萃取率随的变化关系如图。
已知:①在环己烷中不电离;②忽略体积变化。
下列说法不正确的是
A.曲线①表示水溶液中的浓度变化
B.时,
C.的
D.若加水体积为,则交点N的保持不变
【答案】A
【分析】环己烷中的浓度与水相萃取率可知,可知曲线①应为,②为水相萃取率,水溶液中的HA-会随着pH的增大先增大后减小,曲线④为水溶液中的HA-,而A2-来源于HA-的电离,由图可知,pH=2时,HA-浓度为0,即此时A2-为0,因此曲线⑤为水溶液中的A2-,即③为水溶液中H2A的浓度,综上:①为、②为水相萃取率、③为水溶液中H2A的浓度、④为水溶液中的HA-、⑤为水溶液中的A2-,③、④交点的pH为4,即H2A的,④、⑤交点的pH为7,即。
【解析】A.由分析可知,①为环己烷中的浓度,A错误;
B.由分析可知,,时,,同理,,,根据物料守恒:,当pH=2时,代入数据得,则,即,,根据水相萃取率,可得,B正确;
C.由分析可知,H2A的,C正确;
D.Kd、Ka1只与温度有关,,当时,,pH=4.6,若加水体积为2VmL,对交点N的横坐标无影响,D正确;
故选A。
19.(2025·山东省实验中学·一模)向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加Na2S2O3溶液,发生如下反应:Ag++S2O[Ag(S2O3)]-和[Ag(S2O3)]-+S2O[Ag(S2O3)2]3-,lg[c(M)/(mol/L)]、lg[N]与lg[c(S2O)/(mol/L)]的关系如下图所示,M代表Ag+或Br-;N代表或。下列说法错误的是
A.直线L2表示随c(S2O)变化的关系
B.a=-6.1
C.c(S2O)=0.001mol/L时,若溶液中Ag(S2O3)2]3-的浓度为x mol/L,则c(Br-)= mol/L
D.AgBr+2S2O=[Ag(S2O3)2]3-+Br-的K的数量级为101
【答案】AC
【分析】这是一幅对数坐标图,横坐标为,表示硫代硫酸根离子浓度的常用对数;纵坐标分别为(M代表或)和(N代表两种含银配合物浓度比相关的值)。溴化银的饱和溶液中浓度和浓度相等,向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时,溶液中浓度减小、浓度增大,则b点所在曲线表示浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在曲线表示与硫代硫酸根离子浓度变化的关系;溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时,溴化银主要转化为,溶液中 小于,则直线表示随变化的关系,直线L2表示随变化的关系,由图可知,溶液中时,溶液中和浓度分别为、,则溴化银的溶度积常数。
【解析】A.随着增大,与反应生成和,减小,减小,减小,开始反应时,溴化银主要转化为,溶液中小于,所以直线表示随变化的关系,该选项错误;
B.由分析可知,溴化银的溶度积常数,在a点,此时溶液是AgBr饱和溶液,,所以a点,该选项正确;
C.的平衡常数,在时,,,,所以,,时,,,该选项错误;
D.由上一选项得到的平衡常数,数量级为,该选项正确;
综上所述,答案是AC。
20.环境保护工程师研究用、或处理水样中的。室温下,饱和溶液物质的量浓度为0.1,溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系如图所示[例如]。已知,,,下列说法中错误的是
A.溶液中
B.向的溶液中通入至饱和,可使
C.忽略的第二步水解,0.1的溶液中的水解率约为62%
D.向0.01的溶液中加入等体积的0.2的溶液,反应初期产生沉淀为
【答案】D
【分析】由溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系图可知,曲线向下的代表H2S的物质的量分数与pH关系,先升后降的代表HS-的物质的量分数与pH关系,上升的曲线代表S2-的物质的量分数与pH关系,H2S曲线和HS-曲线的交叉点代表二者的浓度相等,对应的pH=7,c(H+)=10-7mol/L,Ka1==c(H+)=10-7,HS-与S2-曲线交叉点代表HS-与S2-二者物质的量分数相等,对应的pH=13,c(H+)=10-13mol/L,Ka2==c(H+)=10-13。
【解析】A.溶液中存在电荷守恒,即:,A正确;B.向的溶液中通入至饱和,若,反应Cd2++H2S=CdS↓+2H+几乎完全发生,c(H+)=0.02mol/L,由Ka1×Ka2=×==10-7×10-13=10-20,饱和H2S溶液中H2S浓度为0.1mol/L,=10-20,=2.5×10-20mol/L,此时c(Cd2+)=<10-5mol/L,B正确;C.根据S2-+H2O HS-+OH-,设水解的S2-的物质的量浓度为xmol/L,产生的HS-和OH-浓度都为xmol/L,Kh====,x≈0.062mol/L,水解率为,C正确;D.0.1mol/LNa2S溶液中的水解率约为62%,0.01mol/L FeCl2溶液中加入等体积0.2mol/L Na2S溶液,瞬间得到0.005mol/L FeCl2和0.1mol/L Na2S的混合液,瞬时c(Fe2+)c(S2-)=0.005mol/L×(0.1mol/L-0.062mol/L)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)c2(OH-)=0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,D错误;答案选D。
21.(2025·山东潍坊·一模)25℃时,向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,向的溶液中逐滴加入的盐酸,且溶液的[化学上规定]与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线①中的
B.当时,则存在关系:
C.当时,两溶液的pH均小于4.74
D.25℃时,的溶液的pH约为9.37
【答案】C
【分析】向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,,加入NaOH溶液,pH增大,氢氧根离子浓度增大,促进醋酸的电离,逐渐增大,对应曲线②;向的溶液中逐滴加入的盐酸,,加入盐酸,pH减小,氢离子消耗氢氧根离子,促进醋酸根离子的水解,逐渐增大,对应曲线①;
【解析】A.向溶液中逐滴加入的盐酸,溶液的酸性增强,pOH增大,生成的增多,增大,曲线①中正确;
B.当时,两线相交,则存在关系:,说明,B正确;
C.当时,则两混合溶液中均含等物质的量的和,根据两线交点,可求,所以,则,根据电离常数计算,,C错误;
D.假设时,的溶液中,则,解得,则时,的溶液的pH约为9.37,D正确;
故选:C。
22.(2025·山东济宁·一模)常温下,有含M2A(s)的M2A饱和溶液、含MB(s)的MB饱和溶液,两份溶液中和微粒的分布系数/所有含A微粒的总浓度],随pH的变化关系如图所示,不发生水解,MHA可溶。
下列说法正确的是
A.P表示MB饱和溶液中随pH变化的图像
B.反应的平衡常数约为5×1016
C.MHA与少量HB反应的离子方程式为:
D.pH=3时,M2A的饱和溶液中
【答案】B
【分析】含A微粒的分布系数曲线只有一个交点,说明第一步完全电离,第二步部分电离,含A微粒只有和,二者浓度相等时:pH=3,则电离常数;含B微粒的分布系数曲线只有一条曲线,且δ=1,则HB为强酸,在水溶液中完全电离,则浓度改变,饱和溶液的pH改变,MB饱和溶液的pH不变,即p表示饱和溶液中随pH变化的图像,q表示MB饱和溶液中随pH变化的图像。据此解答:
【解析】A. 根据分析,HB为强酸,不发生水解,浓度改变MB溶液pH不变,而 第一步完全电离,第二步部分电离,在水溶液中会发生水解,浓度改变M2A溶液pH变化,因此P表示饱和溶液中随pH变化的图像,故A错误;
B.根据分析,、均不发生水解,所以MB饱和溶液中不随pH变化,则q代表MB饱和溶液中,p代表饱和溶液中随pH发生变化,据图可知,pH=6时,饱和溶液中,,此时,溶液中只有,则,那么,MB饱和溶液中,,,根据和二者浓度相等时pH=3,得出电离常数因此反应的平衡常数:,故B正确;
C.MHA在水溶液中完全电离为和,HB在水溶液中完全电离为和,由于,因此MB是难溶化合物,由于第一步完全电离,因此不与反应,则MHA与少量HB反应的离子方程式为:,故C错误;
D.当溶液pH=3时,,,溶液中存在物料守恒,电荷守恒,故D错误;
故答案为B。
23.碳酸钙是常见难溶物。某学习小组向100mL蒸馏水中加入,当电导率不变时向其中加入10mL蒸馏水,当电导率再次不变时再向其中加入10mL蒸馏水,得到电导率的变化如图。已知:,;的电离常数,。下列说法正确的是
A.a→b段,平衡右移
B.段,当电导率不变时,若向溶液中通气体,减小
C.段,当电导率不变时,溶液中
D.段,当电导率不变时,通过加固体可实现向的完全转化
【答案】C
【解析】A.段是建立平衡的过程,反应还未达到平衡,没有发生平衡移动,A错误;B.段,当电导率不变时,向溶液中通气体,,减小,平衡正向移动,溶液中钙离子浓度增大,B错误;C.段,当电导率不变时,由得,存在水解平衡,即,,根据可得,则碳酸根离子的水解平衡常数,以第一步水解为主,设有的水解生成,列三段式有:
则,,所以,,,C正确;D.由题干可知,,,则的平衡常数,故通过加固体不可实现向的有效转化,D错误;故选C。
24.(2025·山东淄博·一模)常温下,向含有足量固体的悬浊液中加盐酸调节,体系中关系如图所示。已知,为溶液中、、或;。下列说法正确的是
A.曲线表示的关系
B.常温下,的
C.常温下,平衡常数
D.点时,溶液中
【答案】CD
【分析】有足量固体的悬浊液中,;不断加盐酸调节体系pH时,逐渐溶解,逐渐降低、逐渐增大、先增大后减小、逐渐增大,所以图中曲线L1代表、曲线L2代表,曲线L3代表,曲线L4代表与pH的变化关系;由图可知,pH=4.27时,=,;pH=2.77时,=,,则;
【解析】A.根据分析,可知曲线L3代表 的关系,A错误;
B.常温下,的,B错误;
C.常温下,平衡常数,C正确;
D.点时,=,由电荷守恒,,由物料守恒,,则,溶液显酸性,,则溶液中,D正确;
故选CD。
25.(2025·山东烟台、德州、东营·一模)室温下,用或调节溶液的pH,、以及、随pH的变化如图所示(已知是二元强酸)。下列说法正确的是
A.Ⅱ表示
B.溶液中
C.B点溶液中存在
D.溶液中存在平衡,平衡常数
【答案】CD
【解析】A.根据、,由于Ka1大于Ka2,即时的pH应小于的pH,根据A、B点的坐标则I为,II为,故A错误;
B.根据选项A分析,,,,故B错误;
C.根据B、C点可知,B点的溶液中,即B点的溶液组成为的1:1:1混合溶液,根据物料守恒有,即,故C正确;
D.的平衡常数,由C点可知:、,则,故D正确;
故答案为CD。
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