高三化學化學反應原理專題練-57離子放點順序及規(guī)律綜合題

2022屆高三化學大一輪復習化學反應原理專題練_57離子放點順序及規(guī)律綜合題一、單選題（本大題共14小題，共42分）下列敘述正確的是(????)A.K與M連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大

B.K與N連接時，X為氯化鈉，石墨電極反應：2H++2e-=H2↑

C.K與N連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大

科研工作者利用如圖所示裝置除去廢水中的尿素[CO(NH2)2]。下列說法錯誤的是A.b為直流電源的負極

B.工作時，廢水中NaCl的濃度保持不變

C.工作時，H+由M極區(qū)通過質子交換膜移向N極區(qū)

D.若導線中通過6?mol電子，理論上生成1?mol?如圖為通過電解NaB(OH)4溶液制備H3BA.a膜為陰離子交換膜，c膜為陽離子交換膜

B.N室中，進口和出口NaOH溶液的濃度：a%>b%

C.若每生成2?mol?H3BO3，兩極室共生成33.6?L氣體(標準狀況)根據如圖回答，下列說法不正確的是(????)A.燃料電池中正極反應為O2+4e-+4H+=2H2O

B.此裝置用于電鍍銅時，硫酸銅溶液的濃度不變

C.用電化學原理制備正十二烷的方法如下：向燒杯中加入50mL甲醇，攪拌中加少量金屬鈉，再加11mL正庚酸攪拌，后用鉑做電極電解即可。下列說法不正確的是(????)A.電解總反應方程式：2C6H13COONa+2CH3OHC12H26+2CO2納米Fe2O3在常壓電化學法合成氨過程中起催化作用，其電解裝置如圖所示。已知熔融的NaOH—KOH為電解液，FeA.惰性電極Ⅱ是電解池的陰極，發(fā)生還原反應

B.產生2.24L?O2時，轉移的電子數為0.4NA

C.惰性電極I的電極反應：F甲醇不僅作為F1賽車的燃料添加劑，也廣泛應用于甲醇燃料電池。某燃料電池裝置如圖所示，下列說法錯誤的是(

)A.乙池負極反應為：CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2↑+2H2O

B.乙池中電池工作時，CO32-不斷移向負極氮氧化物、硝酸鹽廢水都會給環(huán)境帶來污染。圖甲是監(jiān)測NO含量的傳感器的工作原理示意圖，圖乙是電化學降解酸性廢水中NO3-的工作原理示意圖。下列有關敘述錯誤的是A.圖甲中，Pt電極上發(fā)生的是還原反應

B.圖乙中，H+由電解池右側移向左側

C.圖甲中，NiO電極上的電極反應式為NO+O2--2已知鉛蓄電池的總反應為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4A.鉛蓄電池放電時M極上發(fā)生還原反應

B.鉛蓄電池充電時的N極反應式為：PbO2+4H++SO42-+4e-=PbSO4+2雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜復合而成。在電場作用下，雙極膜將水解離為H+和OH-，并實現其定向通過。利用雙極膜處理含鉻酸性廢水的裝置如圖所示。下列判斷正確的是A.M為電源正極

B.膜b允許H+通過

C.陰極區(qū)溶液的pH減小

D.總反應為：2C電化學脫硫在金屬冶煉和廢水處理中均有應用。一種電化學脫硫工作原理示意圖如圖所示。該裝置工作時，下列說法不正確的是(

)A.a為直流電源負極

B.陰極區(qū)溶液pH不變

C.Mn2+和Mn3+之間的轉化可提高脫硫效率

D.導線中流過用如圖所示裝置做電解實驗，先閉合K1和K2，電解一段時間后C電極質量增加0.64g，然后斷開K1，閉合K2。下列說法不正確的是(

A.閉合K1、K2時，b電極附近試紙變藍

B.閉合K1、K2時，a電極一定有0.01molH2逸出

C.斷開K1、閉合K2時，a電極的電極反應式為2I--2e-四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c為陰、陽離子交換膜。已知：陰離子交換膜只允許陰離子透過，陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是(????)A.b、c分別依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜

B.通電后Ⅲ室中的Cl-透過c遷移至陽極區(qū)

C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高

D.電池總反應為如圖所示，甲池的總反應式為：N2H4+O2A.該裝置工作時，Ag電極上有氣體生成

B.甲池和乙池中的溶液的pH均減小

C.甲池中負極反應為：N2H4-4e-+4O二、填空題（本大題共6小題，共58分）為了探究原電池和電解池的工作原理，某研究性學習小組分別用如圖所示的裝置進行實驗，回答下列問題。

Ⅰ.用甲裝置進行第一組實驗：(1)在保證電極反應不變的情況下，下列材料不能代替左側Cu電極的是________(填序號)。A.石墨

B.鎂

C.銀

D.鉑(2)實驗過程中，SO42-________(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動；濾紙上能觀察到的現象有Ⅱ.該小組同學用乙裝置進行第二組實驗時發(fā)現，兩極均有氣體產生，且Y極溶液逐漸變成紫紅色，停止實驗后觀察到鐵電極明顯變細，電解液仍然澄清。查閱資料知，高鐵酸根離子(FeO(3)電解過程中，X極溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應為4OH--(5)已知K2FeO4和Zn可以構成堿性電池，其中K2Fe某同學設計一個燃料電池(如圖所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。

根據要求回答相關問題：

(1)通入氫氣的電極為_______(填“正極”或“負極”)，負極的電極反應式為__________。

(2)石墨電極為_________(填“陽極”或“陰極”)，反應一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，________________區(qū)(填“鐵極”或“石墨極”)的溶液先變紅。

(3)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將______________，填“增大”“減小”或“不變”)。精銅電極上的電極反應式為_________________。

(4)假設乙裝置中氯化鈉溶液足夠多，若在標準狀況下，有224mL氧氣參加反應，則乙裝置中陽離子交換膜左側溶液質量將____，(填“增大”“減小”或“不變”)，且變化了____________克。27.焦亞硫酸鈉(Na(1)生產Na2S2O(2)利用煙道氣中的SO2生產①pH=4.1時，I中為_______溶液(寫化學式)。②工藝中加入Na2CO3(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00mL葡萄酒樣品，用0.01000mol?L-電化學在化學工業(yè)有著廣泛的應用

(1)工業(yè)級氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質，可用離子交換法膜法電解提純。電解槽內裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。

①該電解槽的陽極反應式是_____________________________

②除去雜質后的氫氧化鉀溶液從液體出口______(填寫“A”或“B”)導出。

(2)愛迪生蓄電池的反應式為：Fe+NiO2+2H2O?放電充電Fe(OH)2+Ni(OH)2；高鐵酸酸鈉(Na2FeO4)是一種新型凈水劑．用下面裝置可以制取少量高鐵酸鈉。I.新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質為KOH回答下列問題：(1)甲烷燃料電池負極的電極反應式為________________________。(2)閉合開關K后，a、b電極上均有氣體產生，其中b電極上得到的是________，電解氯化鈉溶液的總反應離子方程式為

。II.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生(1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)________極，C口流出的物質是________。(2)b電極SO32-(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因______________。I.工業(yè)上常用如下的方法從海水中提溴：

完成下列填空：(1)上述流程中有兩步都涉及到氯氣，氯氣分子中所含的化學鍵是：_____；和氯元素位于同主族的另外一個短周期元素單質的電子式是：_____。(2)寫出步驟③中反應的化學方程式(說明：此反應在水溶液中進行)：________________。(3)溴蒸汽還可以用飽和碳酸鈉溶液來吸收，產物為溴化鈉、溴酸鈉，同時放出二氧化碳，請寫出該反應的化學方程式：_________________。II.某研究性學習小組將下列裝置如圖連接，E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：

(1)電源A極的名稱是________，丁中________(填“X”或“Y”)極顏色會加深。(2)欲用丙裝置給銅鍍銀，電鍍液的主要成分是_____(填化學式)。(3)如果收集乙裝置中產生的氣體，相同條件下兩種氣體的體積比是_______。(4)甲裝置為使用過的鉛蓄電池，充電后電極D應與用電器的_______(填“正”或“負”)極連接。

答案和解析1.【答案】C

【解析】K與M連接時，X為硫酸，該裝置是電解硫酸裝置，實質為電解水，硫酸濃度增大，pH減小，A錯誤；K與N連接時，X為氯化鈉，該裝置是原電池，鐵作負極，石墨作正極，電極反應為2H2O+O2+4e-=4OH-，B錯誤；K與N連接時，X為硫酸，該裝置是原電池，石墨作正極，電極反應：2H++2e-=H2↑2.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查電解池的相關知識，涉及陰陽極的判斷、電解池的計算、離子的移動等知識，注意掌握電解池的放電順序以及陰陽極的判斷是關鍵，難度一般。

【解答】

A.由圖知，N極區(qū)生成H2，N極作陰極，故b為直流電源的負極，A項正確；

B.工作時，陽極區(qū)的反應為6Cl--6e-=3Cl2↑、3Cl2+CO(NH2)2+H2O=6Cl-+6H+3.【答案】C

【解析】【試題解析】

【分析】

本題考查電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的工作原理，難度中等，解題關鍵是判斷電極類型，分析電極反應。

【解答】

由裝置圖可知，N室中石墨為陰極，電解時陰極上水得電子生成H2和OH-，則原料室中的鈉離子通過c膜進入N室，溶液中c(NaOH)增大，c膜為陽離子交換膜；M室中石墨電極為陽極，電解時陽極上水失電子生成O2和H+，H+通過a膜進入產品室，則a膜為陽離子交換膜，原料室中的B(OH)4-離子通過b膜進入產品室，B(OH)4-、H+發(fā)生反應生成H3BO3，所以b膜為陰離子交換膜，據此分析解答。

【詳解】

A.由分析可知，a膜為陽離子交換膜，c膜為陽離子交換膜，故A錯誤；

B.N室中石墨為陰極，電解時陰極上水得電子生成H2和OH-，原料室中的鈉離子通過c膜進入N室，溶液中c(NaOH)增大，所以N室a%<b%，故B錯誤；

C.理論上每生成2molH4.【答案】C

【解析】【分析】

本題考查了原電池和電解池原理，根據燃料電池中得失電子確定正負極，再結合電解池中離子放電順序分析解答，題目難度不大。

【解答】

燃料電池中，通入氫氣的電極為負極、通入氧氣的電極為正極，則b是陰極、a是陽極，

A.燃料電池中，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應為O2+4e-+4H+=2H2O，故A正確；

B.此裝置用于電鍍銅時，陽極溶解的金屬銅等于陰極析出的金屬Cu，所以電解質溶液中銅離子濃度不變，故B正確；

C.此裝置用于鐵表面鍍銅時，銅作陽極，a為陽極，是銅，故C錯誤；

D.電解精煉銅時，粗銅作陽極、純銅作陰極，所以a為粗銅，b為純銅，當有1mol水生成時，轉移電子2mol，則根據5.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查電解原理，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，難度中等。

【解答】

由題干和電解池可知，電極a上產生H2，結合所提供原料可知，電極a為陰極，正庚酸鈉和甲醇在電解池作用下，生成了H2和正十二烷。

A.由分析可知電解總反應方程式為：2C6H13COONa+2CH3OHC12H26+2CO2↑+H2↑+2CH3ONa，故A正確；

B.6.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查了電解池中電極反應的書寫以及轉移電子的計算，考查學生分析和解決問題的能力，難度中等。

【解答】

A.電極II的電極反應式為：4OH--4e-=2H2O+O2↑生成氧氣，故為陽極，發(fā)氧化反應，故A錯誤；

B.

氧氣所處的狀態(tài)不明確，故其物質的量無法計算，則轉移的電子數無法計算，故B錯誤；

C.

電極I上首先Fe2O3得電子生成Fe單質，由于是堿性環(huán)境，故反應為：

Fe2O3+3H2O+6e7.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查原電池和電解池原理，正確判斷正負極及陰陽極、各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，知道陰陽離子移動方向，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等。

【解答】

乙為燃料電池，通入甲醇的電極為負極、通入空氣的電極為正極，電解質為熔融碳酸鹽，則甲醇電極反應式為CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2↑+2H2O、正極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，放電時電解質中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動；

甲裝置是電解池，Cu為陽極、C為陰極，陽極反應式為Cu-2e-=Cu2+、陰極反應式為2H++2e-=H2↑，據此分析解答。8.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查電化學的基礎知識，涉及到原電池和電解池的工作原理以及電極反應方程式的書寫，屬于高考常見題型，考查學生知識的靈活運用能力，題目難度不大。

【解析】

A.圖甲中，NiO電極上NO失去電子轉化為NO2，則NiO電極作正極，Pt電極作負極，氧氣在Pt電極得電子發(fā)生還原反應，故A正確；

B.圖乙中，Ag-Pt電極上NO3-得到電子轉化為N2，則Ag-Pt電極作電解池陰極，則Pt電極是電解池陽極，電解質溶液中H+向電解池陰極移動，所以電解過程中H+從左側通過質子交換膜進入右側，故B錯誤；

C.圖甲中，NO在NiO電極上失電子生成NO2，NiO電極上的電極反應式為NO+O2--2e-=N9.【答案】D

【解析】【分析】

本題主要考查的是電化學知識的綜合應用，意在考查學生的分析能力和知識應用能力，解題的關鍵是掌握電解規(guī)律和離子放電順序并據此判斷電解池的陰陽極。

【解答】

A.由c極附近溶液呈堿性可知，c極為乙池的陰極，從而可推知鉛蓄電池的M極為負極，其上發(fā)生氧化反應，故A錯誤；

B.鉛蓄電池充電時，N極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，發(fā)生失電子的(氧化)反應，故B錯誤；

C.電子只能在導線組成的外電路中移動，不能在鉛蓄電池內部移動，故C錯誤；

D.根據題意知，a極上可析出金屬銅，b極上析出氧氣，c極上析出H2，d極上析出Cl2，由電子守恒可得：6.4gCu～0.2mol電子～0．05molO2～0．1molH2∽0．1molC10.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查化學反應原理中電解池的相關知識點，明確電解池的工作原理是解題的關鍵，難度一般。

【解答】

A.由電解裝置可知左側電極Cr2O72-→Cr3+，Cr元素被還原，發(fā)生還原反應，該電極為陰極，故M為電源的負極，故A錯誤；

B.右側電極為電解池的陽極，通過膜b的應為OH-，故B錯誤；

C.陰極區(qū)H+被消耗，pH應增大，故C錯誤；

11.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查電解池原理，側重考查信息的閱讀、理解和應用，明確題干信息含義、各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，會正確書寫電極反應式，題目難度不大。

【解答】

A.如圖，電解池右側電極上發(fā)生失電子的還原反應，作陽極，則b為電源正極，a為電源負極，故A正確；

B.陰極的電極反應式為2H++2e-=H2↑，陽極區(qū)的反應有Mn2+-e-=Mn3+、FeS+9Mn3++4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO42-12.【答案】B

【解析】【分析】

本題主要考查的是電化學知識的綜合應用，意在考查學生的分析理解能力和知識應用能力，掌握電解池的工作原理和原電池的工作原理是解題的關鍵。解題的突破口是C電極的質量增加，結合電解質溶液中的溶質可知，C電極是K1閉合時的電解池的陰極。

【解答】

A.閉合K1、K2時，是兩個電解池并聯，根據題給信息“C電極質量增加0.64?g”可知C電極為電解池的陰極，所以在電解KI-淀粉溶液的裝置中，電極a為陰極、電極b為陽極，根據放電順序，電極b的反應為2I--2e-=I2，I2能使淀粉溶液顯藍色，故A正確；

B.根據A項的分析，電極a的反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C電極質量增加0.64?g，則在裝置Ⅰ中轉移的電子數為0.02?mol，但因為是兩個電解池并聯，所以電解“KI-淀粉溶液”的裝置中轉移的電子數不一定是0.02?mol，故B錯誤；

C.斷開K1、閉合K2時，裝置Ⅰ是原電池、“KI-淀粉溶液”裝置是電解池，在裝置Ⅰ中電極Fe為負極，故電極b為電解池的陰極、a為電解池的陽極，a13.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置和原理，題目難度中等，為高頻考點，掌握電解原理是解題關鍵，注意分析離子交換膜的作用和產品的形成過程。

【解答】

II室為原料NaCl溶液加入室，I室為NaOH產品室，III室為HCl產品室，IV室為原料硫酸加入室，根據圖示“四室電滲析法”工作原理分析產品室可得到HCl和NaOH的原因，判斷a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜，c為陽離子交換膜；由于陽極中陰離子為硫酸根離子、氫氧根離子，其中放電能力最強的是氫氧根離子，陽極發(fā)生的電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+；I室電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，II室Na+通過a膜進入I室與生成的OH-形成NaOH，IV室電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的H+透過c膜加入III室，II室Cl-通過b膜進入III室與生成的H+形成HCl，據此解答。

A.II室Cl-通過b膜進入III室形成HCl，IV室生成的H+透過c膜加入III室，所以b膜為陰離子交換膜，c膜為陽離子交換膜，故A錯誤；

B.通電后II室中的Cl-透過b遷移至陽極區(qū)形成HCl，故B錯誤；14.【答案】A

【解析】【分析】

本題考查了原電池和電解池原理，根據電極反應確定電極上的生成物及溶液pH變化，難點是電極反應式的書寫及計算。

【解答】A.通入肼的電極為負極，負極與陰極相連，即銀為陰極，銅離子在陰極得電子生成銅單質，即Cu2++2B.甲池生成水，導致溶液中KOH濃度降低，則溶液pH減小，乙池中氫氧根離子放電，導致溶液pH減小，故B正確；C.甲池為堿性燃料電池，通入肼的電極為負極，肼失電子發(fā)生氧化反應生成N2，其電極反應為N2HD.甲池中負極肼的電極反應為N2H4-4e-+4OH-=N215.【答案】Ⅰ.(1)B

(2)從右向左；濾紙上有藍色沉淀產生(答出“藍色沉淀”或“藍色斑點”即可)Ⅱ.(3)增大

【解析】【分析】本題考查了原電池和電解池原理的應用，整體難度中等，掌握原電池電極材料的選擇、離子移動方向、溶液酸堿度的判斷、電極方程式的書寫等是解答本題的關鍵。

【解答】Ⅰ.(1)甲裝置中左側為原電池裝置，鋅作負極，銅作正極，由于需保證電極反應不變，故正極材料的活潑性不能大于Zn，因此不能用鎂代替銅。

(2)硫酸根離子向負極移動，移動方向為從右向左。M極作陽極，失去電子有銅離子生成，銅離子結合氫氧根離子生成氫氧化銅沉淀。

Ⅱ.(3)X極作陰極，H2O得到電子生成氫氣和氫氧根離子，故X極溶液的pH逐漸增大。

(4)由題意可知，鐵作陽極，鐵失去電子生成FeO4(5)K2FeO416.【答案】(1)負極；H(2)陽極；2H+

+?2e-=?H2(4)增加；0.88

【解析】【分析】本題以原電池和電解池原理為載體考查了電極反應式的書寫、物質的量的有關計算等知識點，注意燃料電池中電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，燃料相同，如果電解質溶液不同，電極反應式則不同，為易錯點?！窘獯稹?1)燃料電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，屬于原電池，投放燃料的電極是負極，投放氧化劑的電極是正極，所以通入氫氣的一極為負極，氧氣為正極，電解質溶液為堿性，故負極電極反應式為：H2-2e(2)與原電池正極連接的為陽極，所以乙池中石墨的電極為陽極，鐵為陰極，溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，電離反應為2H+

+?2e-=?H2↑

，溶液中剩余大量的氫氧根離子，生成氫氧化鈉，氫氧化鈉主要在鐵極區(qū)，所以鐵極區(qū)的的溶液先變紅；故答案為：陽極；2H+

+?2(3)粗銅電極為陽極，如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，陽極上不僅銅還有鋅、銀失電子進入溶液，陰極上析出銅，根據轉移電子數相等知，陽極上溶解的銅小于陰極上析出的銅，所以丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將減??；精銅電極為陰極，產生銅單質，其電極反應式為：Cu2++2e-(4)根據串聯電池中轉移電子數相等，得氧氣、氫氣的關系式為：O2---2H2，設生成氫氣的物質的量是xmol，

O2---2H2

22.4L

2

0.224L

x

則x=0.02，所以消耗0.02×2=0.04mol17.【答案】(1)2NaHSO3=Na2S2O5+H2O

【解析】【分析】

本題以Na2S2O5為背景，考查氧化還原反應和電解原理的知識，考查了氧化還原反應方程式的書寫和配平，電極反應方程式的書寫，滴定的簡單計算，均為高考的難點和重點，為高頻考點，試題有助于培養(yǎng)綜合分析問題的能力，本題整體難度中等。

【解答】

(1)由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得Na2S2O5，所以發(fā)生反應的化學方程式為2NaHSO3=Na2S2O5+H2O，故答案為：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O；

(2)①向I中通入SO2使溶液pH變?yōu)?.1，說明溶液顯酸性，Na2CO3顯堿性，Na2SO3顯堿性，NaHCO3顯堿性，而NaHSO3顯酸性，說明反應產生了NaHSO3，I中的溶液應為NaHSO3溶液，故答案為：NaHSO3；

②工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2，考慮到后續(xù)操作步驟是結晶脫水制取Na218.【答案】(1)①4OH--4e-=2H2O+O2↑【解析】【分析】

本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點，正確判斷各個電