届高三化学各地模拟试题分类汇编水溶液中的离子平衡考点0711文档格式.docx
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1.(安徽省三人行名校联盟2020届高三联考)臭氧很多实用特性,其强氧化性常用于消毒杀菌和防腐保鲜。
目前制取臭氧的方法很多,其中高压放电法(DBD)和电解纯水法原理如图所示。
下列说法中错误的是
A.两种方法都是将电能转化为化学能
B.高压放电法和电解纯水法相比,会产生污染性的NOx气体
C.电解纯水时,阳极发生的电极反应有3H2O-6e-=O3↑+6H+
D.电解纯水时,H+由电极b流向电极a
【答案】B
【解析】A.两种方法均有外接电源,则都是将电能转化为化学能,故A正确;
B.高压放电法利用干燥O2在放电的情况下生成O3,发生的反应为3O2=2O3,无污染性的NOx气体产生,故B错误;
C.电解纯水时,阳极发生氧化反应,电极反应为3H2O-6e-=O3↑+6H+,故C正确;
D.电解纯水时,电极b上产生O3,则电极b为阳极,电解池工作时H+由阳极(电极b)流向阴极(电极a),故D正确;
故答案为B。
2.(江西省顶级名校2020届高三第四次联考)镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。
镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素,通常可以表示为:
LiNiaCobMncO2,其中a+b+c=1,可简写为LiAO2。
充电时总反应为LiAO2+nC=Li1-xAO2+LixCn(0<
x<
1),工作原理如下图所示,则以下说法正确的是
A.放电时Ni元素最先失去电子
B.放电时电子从a电极由导线移向b电极
C.充电时的阴极反应式为LiAO2-xe-=Li1-xAO2+xLi+
D.充电时转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加7g
【答案】D
【解析】根据Li+的移动方向可知,a为正极,b为负极。
A.镍放电时石墨是负极,Li元素先失去电子,故A错误;
B.放电时电子从负极,即b电极由导线移向正极,即a电极,故B错误;
C.充电时的阴极反应式是:
nC+xLi++xe-=LixCn,故C错误;
D.充电时,阴极反应式为nC+xLi++xe-=LixCn,转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加1mol锂离子,质量为7g,故D正确;
故选D。
3.(成都市2020届高三第二次统考)美国斯坦福大学的工程师设计出一种从污水“提取”潜在电能的新型微生物电池,该电池能将生活污水中的有机物分解同时发电,电池结构如图所示。
已知a电极为惰性材料,b电极为Ag2O。
下列说法不正确的是
A.a电极是负极,b电极是正极
B.b电极发生的反应是Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O
C.a电极每生成标准状况下2.24LCO2,可向b电极转移0.1mol电子
D.高温条件下,该电池不能正常工作
【答案】C
【解析】A选项,根据题图中电子流动方向,可判断a电极是负极,b电极是正极,故A正确;
B选项,b电极是正极,Ag2O得到电子发生还原反应,电极反应式为Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O,故B正确;
C选项,a电极发生反应的有机基质是什么物质未说明,故电子转移的数目无法确定,故C错误;
D选项,高温条件下,微生物会死亡,导致电池无法正常工作,故D正确。
综上所述,答案为C。
4.(昆明一中2020届高三第三次双基检测)我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种水系锌离子电池,该电池的总反应式为xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<
1)。
下列说法正确的是
A.放电时,Zn2+向负极迁移
B.充、放电过程中,仅锌元素的价态发生变化
C.充电时,阳极的电极反应式为ZnMn2O4-2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+
D.若维持电流强度为0.5A,放电10分钟,理论上消耗Zn的质量约为0.20g(已知F=96500C/mol)
【解析】根据电池的电池反应式为:
xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<
1),可知,放电时,Zn的化合价升高,被氧化,为原电池的负极,负极的电极反应式:
Zn-2e-=Zn2+;
正极反应为:
Zn1-xMn2O4+xZn2++2xe-═ZnMn2O4,充电时阴阳极反应与负极、正极反应刚好相反,充电时,电解池阳离子向阴极移动,据此分析解答。
A.放电时,Zn2+向负电荷较多的正极迁移,A错误;
B.充放电过程中锰元素的化合价也变化,所以充放电过程中锌与锰的化合价变化,B错误;
C.充电时阳极发生氧化反应,与正极反应刚好相反,所以阳极的电极反应为:
ZnMn2O4-2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+,C正确;
D.若维持电流强度为0.5A,放电10分钟,转移电量Q=0.5×
10×
60C=300C,假设反应消耗Zn质量为x,则=300,解得x=0.1g,D错误;
故合理选项是C。
5.(广深珠三校2020届高三第一次联考)利用微生物燃料电池原理,可以处理宇航员排出的粪便,同时得到电能。
美国宇航局设计的方案是:
用微生物中的芽孢杆菌来处理粪便产生氨气,氨气与氧气分别通入燃料电池两极,最终生成常见的无毒物质。
示意图如下所示。
下列说法错误的是
B.负极区发生的反应是2NH3-6e-=N2+6H+
C.正极区,每消耗标准状况下2.24LO2,a向b电极转移0.4mol电子
D.电池工作时电子通过由a经负载流向b电极,再穿过离子交换膜回到a电极
【解析】A选项,根据图中信息可知,左边为失去电子,作负极,右边得到电子,作正极,因此a电极是负极,b电极是正极,故A正确;
B选项,氨气在负极反应变为氮气,因此负极区发生的反应是2NH3-6e-=N2+6H+,故B正确;
C选项,正极区,每消耗标准状况下2.24LO2即物质的量为0.1mol,得到0.4mol电子,因此a向b电极转移0.4mol电子,故C正确;
D选项,电池工作时电子通过由a经负载流向b电极,电子不能通过电解质溶液,故D错误。
综上所述,答案为D。
6.(湖北省普通高中联考协作体2020届高三期中理综)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。
某转化工作原理如图。
该装置工作时,下列叙述错误的是
A.p电极的电极反应:
2H++2e-=H2
B.该方法能实现由H2S高效产生S和H2
C.光照后,n电极的电极反应:
H2S-2e-=2H++S
D.除了Fe3+/Fe2+外,I3-/I-也能实现如图所示循环
【解析】A.根据图示可知在p电极上H+获得电子变为H2,p电极的电极反应:
2H++2e-=H2↑,A正确;
B.在n电极上H2S与Fe3+发生反应产生H+、S、Fe2+,该方法能实现由H2S高效产生S和H2,B正确;
C.根据图示可知光照后,n电极的电极反应:
Fe2+-e-=Fe3+,C错误;
D.除了Fe3+/Fe2+外,I3-/I-也能实现如图所示循环,这是由于I-在电极上放电3I--2e-=I3-;
I3-在溶液中氧化H2S:
H2S+I3-=3I-+S+2H+,I3-、I-循环反应,因此,I3-/I-也能实现如图所示循环,D正确;
7.(江西省顶级名校2020届高三第四次联考)某地海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。
下列有关说法错误的是
A.甲室的电极反应式为:
2Cl--2e-=Cl2↑
B.淡化过程中易在戊室形成水垢
C.乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b
D.当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol
【解析】A.由图可知,甲室电极与电源正极相连,为阳极室,Cl-放电能力大于OH-,所以阳极的电极反应式为:
2Cl--2e-=Cl2↑,故A正确;
B.由图可知,戊室电极与电源负极相连,为阴极室,开始电解时,阴极上水得电子生成氢气同时生成OH-,生成的OH-和HCO3-反应生成CO32-,Ca2+转化为CaCO3沉淀,OH-和Mg2+生成Mg(OH)2,CaCO3和Mg(OH)2是水垢的成分,故B正确;
C.阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,电解时丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以丙室中物质主要是水,则淡水的出口为b出口,故C正确;
D.根据B项的分析,戊室收集到的是H2,当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时,则电路中转移2mol电子,通过甲室阳膜的离子为阳离子,既有+1价的离子,又有+2价的离子,所以物质的量不是2mol,故D错误。
考点08水溶液中的离子平衡
1.(成都市2020届高三第二次统考)室温下,向100mL饱和的H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况),发生反应:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O,测得溶液pH与通入SO2的关系如图所示。
A.a点水的电离程度最大
B.该温度下H2S的Ka1≈10-7.2
C.曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化
D.a点之后,随SO2气体的通入,的值始终减小
【解析】A选项,由题图可知,a点表示通入SO2气体112mL(即0.005mol)时pH=7,说明SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,溶液呈中性,a点之前为H2S过量,a点之后为SO2过量,溶液均呈酸性,故a点水的电离程度最大,故A正确;
B选项,由题图中曲线的起点可知,a点溶液呈中性,说明SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,由此可知饱和H2S溶液中溶质的物质的量为0.01mol,c(H2S)=0.1mol/L,0.1mol/LH2S溶液电离出的c(H+)=10-4.1mol/L,电离方程式为H2SH++HS-、HS-H++S2-;
以第一步为主,根据平衡常数表达式计算出该温度下H2S的Ka1≈≈10-7.2,故B正确;
C选项,当通入SO2气体336mL时,物质的量为0.015mol,反应后相当于溶液中的c(H2SO3)=0.1mol/L,因为H2SO3的酸性强于H2S,故此时溶液对应的pH应小于4.1,故曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化,故C正确;
D选项,根据平衡常数表达式可知=,a点之后,随SO2气体的通入,c(H+)增大,当通入的SO2气体达饱和时,c(H+)不再变化,故D错误。
2.(惠州市2020届高三二调)下图是不同温度(T1、T2)下溶液中水的电离常数Kw变化曲线,有关说法正确的是
A.图中温度T1<
T2
B.T1温度下pH=6的溶液有弱酸性
C.两条曲线中四个点Kw间的关系:
B>A=D=E
D.E、D两点水的电离均被抑制,而Kw相等
【解析】A、B点Kw=1×
10-12,A点Kw=1×
10-14,温度越高Kw越大,所以温度T2<
T1,故A错误;
B、T1温度下pH=6的溶液呈中性,故B错误;
C、曲线上的点Kw都相等,温度越高Kw越大,所以两条曲线中四个点Kw间的关系:
B>A=D=E,故C正确;
D、E、D两点Kw相等,水的电离可能被抑制,也可能被促进,故D错误;
答案为C。
【点睛】等温曲线,曲线上的点离子积常数都相等,不在同一曲线上的点,离子积常数肯定不同,加酸、加碱、加要水解的盐,都只能在这条曲线上移动。
3.(河南省中原名校2020届高三上学期第四次质量
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- 届高三 化学 各地 模拟 试题 分类 汇编 水溶液 中的 离子 平衡 考点 0711
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