1、高考资源网（） 您身边的高考专家第1节化学能与热能高考导航1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。1焓变和反应热(1)反应热：化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变：生成物与反应物的内能差，HH(生成物)H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为H，单位是 kJmol1。2吸热反应和放热反应(1)反应特点从能量高低角度理解从化学键角度理解 (2)常见的吸热反应和放热反应放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。吸热反应：大多数分解反应、盐
2、的水解反应、Ba(OH)28H2O 和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。角度一焓变与反应热的概念1判断下列说法的正误(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()(4)吸热反应在任何条件都不能发生。()(5)Na转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热。()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。()(7)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(8)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关
3、。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2已知反应XY=MN为吸热反应，下列说法中正确的是()AX的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量DX和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析：选D已知XY=MNH0，说明X与Y的总能量低于M与N的总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应，B错误。NaOH固体、浓H2SO4溶于水时都
4、放出热量， NH4NO3固体溶于水时吸热，这些过程都不属于放热反应、吸热反应，因为这两个过程中都没有生成新物质，即没有发生化学反应。角度二能量变化图像分析3. 已知某化学反应A2 (g)2B2 (g)=2AB 2(g)(AB2的分子结构为BAB)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是()A该反应的进行一定需要加热B该反应的H(E1E2)kJmol1C该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D断裂1 mol AA键和2 mol BB 键放出E1 kJ能量解析：选C由图可知这是一个吸热反应，但发生吸热反应不一定需要加热，A错误；吸热反应H0，B错误，C正确；断键需要吸收能量，D错误。4.反
5、应ABC(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()解析：选D因总反应为放热反应，反应为吸热反应，反应为放热反应，所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项A，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，错；选项B，图中反应和反应均为吸热反应，错；选项C，图中反应和反应均为放热反应，错。正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2。(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。1概念表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2H2(g)O
6、2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示在 25 、101 kPa条件下，2_mol氢气和 1_mol氧气反应生成 2_mol液态水时放出 571.6_kJ的热量。3书写热化学方程式的“六注意”角度一热化学方程式的正误判断1已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出b kJ热量，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2b kJmol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2b kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4b kJmo
7、l1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)Hb kJmol1解析：选C由题设知2 mol CO2 2b kJ 1 mol C2H2，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2b kJmol1。注意审题，题目并没有要求一定写表示乙炔燃烧热的热化学方程式。2(2014海南高考)标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O=O键的键焓H分别为436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1BH2O(g)=H
8、2(g)O2(g)H485 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1解析：选D根据“HH、HO和O=O键的键焓H分别为436 kJmol1,463 kJmol1,495 kJmol1”，可以计算出 2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol H2O(g)产生的焓变是436 kJmol12495 kJmol11463 kJmol14485 kJmol1，所以该过程的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1。3(2016贵州七校联考)根据如图所给信息，得出
9、的结论正确的是()A48 g碳完全燃烧放出的热量为1 574 kJmol1B2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1C2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H283.0 kJmol1DC(s)O2(g)=CO2(s)H393.5 kJmol1解析：选B48 g碳完全燃烧生成CO2气体，放出的热量为1 574 kJ，A项错误；根据图像可知，C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1，故2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1，B项正确；根据图像可知，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，故2CO2(g)=2CO(g)O
10、2(g)H566.0 kJmol1，C项错误；根据图像可知，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，D项错误。“五审”突破热化学方程式的正误判断角度二热化学方程式的书写4(2015天津高考节选)已知1 mol钠单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。解析：1 mol Na单质在足量O2中燃烧，放出255.5 kJ热量，则该反应的热化学方程式为：2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1。答案：2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol15写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无
11、色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。(2)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。(3)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(4)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式
12、：_。解析： (1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ，故热化学方程式为SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1。(2)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(94643633916)kJmol192 kJmol1。(3)根据C原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，乙醇为0.5 mol，则1 mol 乙醇完全燃烧放出2Q kJ热量，据此可写出反应的热化学方程式：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1。(4
13、)由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，H(ab)kJmol1。答案：(1)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1(2)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(4)A2(g)B2(g)=2AB(g)H(ab)kJmol16LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1
14、196 kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式_。解析：2LiH(s)=2Li(s)H2(g)H182 kJmol12Li(s)O2(g)=Li2O(s)H598 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l) H702 kJmol1答案：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol11燃烧热和中和热的比较2中和热的测定(1)装置(请在横线上填写仪器名称)。(2)计算公式：H kJmol1t1起始温度，t2终止温度。(3)注意事项。泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的
15、作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热数值偏小。3能源角度一燃烧热、中和热的含义及表示1判断下列说法的正误(1)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(燃烧热)(H的数值正确)。()(2)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)(H的数值正确)。()(3)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3) kJmol1。()(4)
16、燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2 (g)H192.9 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1。()(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1。()(6)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则 C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1。()(7)已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJmol1。()(8)已知稀溶
17、液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol 水时放出57.3 kJ的热量。()(9)已知HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则98% 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol 水的中和热为57.3 kJmol1。()(10)CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1。()(11)氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1。()答案：(1)(2)(3
18、)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是()A碳的燃烧热H110.5 kJmol1B的反应热为221 kJmol1C稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热H257.3 kJmol1D稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出 57.3 kJ 的热量解析：选A强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 mol H2O的中和热H57.3 kJmol1，C错误；由于2C(s)O2(g)=2CO(g)生成的CO
19、不是稳定的氧化物，因此 110.5 kJmol1不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热H110.5 kJmol1，A正确；反应热的表示包含三部分：“符号”、“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；由于稀醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ，D错误。(1)燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来
20、配平其余物质的化学计量数。例如：CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，即CO的燃烧热H283.0 kJmol1。(3)中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量，H57.3 kJmol1，弱酸、弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ，浓硫酸稀释时放热，与强碱反应生成1 mol H2O放出的热量大于 57.3 kJ。角度二中和反应反应热的测定3将V1 mL 1.0 molL1盐酸溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是()A做
21、该实验时环境温度为22 B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约是1.00 molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选B由图可知，加入5 mL盐酸时混合液的温度达到22 ，故环境的温度应低于22 ；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为：1.5 molL1；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O是吸热反应。4某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(
22、l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。请填写表格中的空白：近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J(g)1。则生成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液
23、的温度(3)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。解析：(2)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的平均值为4.0 。H(5030) mL1.0 gmL14.0 4.18103 kJg110.025 mol53.5 kJmol1。放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(3)稀NaOH溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些(注意中和热与H的关系
24、)。答案：(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(2)4.053.5 kJmol1b(3)H1H20，后者H3BH1H3解析：选B1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 H20，根据盖斯定律得到关系式H1H2H3，分析得到答案：H1H3。2(2013新课标全国卷)在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2
25、S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析：选A根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为、，根据盖斯定律，由2可得：2S(g)=S2(g)H4(H1H23H3)。3(2015新课标全国卷节选)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的
26、能量为_ kJ。解析：HE(反应物键能总和)E(生成物键能总和)；设1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 x kJ，代入计算：112x(436151)，x299。答案：2994(2015新课标全国卷节选)甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H2CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) H3回答下列问题：已知反应中的相关的化学键键能数据如表：化学键HHCOCOHOCHE(kJmol1)43
27、63431 076465413由此计算H1_kJmol1，已知H258 kJmol1，则H3_kJmol1。解析：反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据方程式CO(g)2H2(g)CH3OH(g)可知H11 076 kJmol12436 kJmol13413 kJmol1343 kJmol1465 kJmol199 kJmol1。根据盖斯定律可知即可得到反应，则H358 kJmol199 kJmol141 kJmol1。答案：99415(2014新课标全国卷节选)已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJmol1甲醇制烯烃反
28、应2CH3OH(g)=C2H4(g)2H2O(g)H229.1 kJmol1乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJmol1。解析：将已知的三个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，用即得所求的热化学方程式，由此可得到H45.5 kJmol1。答案：45.56(2013新课标全国卷节选)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：()CO(g)2H2(g)=CH
29、3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：()CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反应：()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。解析：CO与H2反应直接得到二甲醚的反应方程式为2CO4H2H2OCH3OCH3，由2()()即可得到此反应的热化学方程式：2CO(g)4H2(g)=H2O(g)CH3OCH3(g)H204.7 kJmol1。答案：2CO
30、(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1地 方 卷7(2015北京高考)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O形成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：选CA项，状态总能量为反应物总能量，状态总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。B项，从状态、的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键。C项，由图示可以看出
31、，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键。D项，状态状态 表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。8(2014北京高考)已知：2NO2(g)N2O4(g)H1，2NO2(g)N2O4(l)H2。下列能量变化示意图中，正确的是()解析：选ANO2转化为N2O4为放热反应，故可排除C、D，又因为气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，所以选A。9(2014江苏高考)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s
32、)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30BH20，H40CH1H2H3DH3H4H5解析：选CC与O2生成CO2的反应是放热反应，H10，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，H30，Fe与O2的反应是放热反应，H40，A、B项错误；前两个方程式相减得：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3H1H2，即H1H2H3，C项正确；由 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H4和 6CO(g)2Fe2O3(s)=6CO2(g)4Fe(s)2H5相加，得2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3，D项错误。10(2015四川高考节选)FeSO
33、4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25 ，101 kPa 时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1 480 kJmol1 FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。解析：根据盖斯定律即可求得答案。答案：4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)4CO2(g)H260 kJmol111(2015福建高考节选)已知：()Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1
34、kJmol1()2AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_。解析：()()整理可得：Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1答案：Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1 (限时：45分钟)一、选择题1美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳
35、能、风能和生物质能等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是()ACO2、甲烷都属于温室气体B用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体C太阳能、风能和生物质能属于新能源D太阳能电池可将太阳能直接转化为电能解析：选B乙醇作燃料产生CO2气体，会引起温室效应，B项错误。2下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A铝片与稀盐酸反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的炭与水蒸气的反应D甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应解析：选C铝片与稀盐酸之间的置换反应、甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应既是氧化还原反应，又是放热反应；灼热的炭与水蒸气发生的
36、氧化还原反应是吸热反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl 之间发生的复分解反应是吸热反应。3(2016衡水市枣强中学高三期中)航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是()ABeO2=BeOH564.3 kJmol1BBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1CBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1DBe(s)O2(g)=BeO(g)H564.3 kJmol1解析：选C1 kg Be的物质的量为 mol，又因为1 kg
37、 铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 mol铍完全燃烧放出的热量为 kJ564.3 kJ，Be与氧气反应生成BeO，则其热化学方程式为：Be(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1。4胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H
38、890.3 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1解析：选B热化学方程式中各物质前面的系数表示反应物的物质的量，A选项错误；物质的状态不同，反应的热效应不同，C选项错误；放热反应H用“”表示，吸热反应H用“”表示，D选项错误。5反应ABC分两步进行：ABX，XC，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应ABX的活化能。下列有关叙述正确的是()AE2表示反应XC的活化能BX是反应ABC的催化剂C反应ABC的H0D加入催化剂可改变反应ABC的焓变解析：选C反应XC的
39、活化能小于E2，A错误；由、可知，X是反应ABC的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应ABC是放热反应，即H0，C正确；加入催化剂可以加快反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。6(2016广东佛山高三质检)下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJmol1(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(反应热)D2NO
40、2=O22NOH116.2 kJmol1(反应热)解析：选C燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，即H2O的状态必须为液态，A项错误；中和反应是放热反应，H应小于0，B项错误；热化学反应方程式要注明物质的聚集状态，D项错误。7已知： 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1H2(g)S(g)=H2S(g)H20.1 kJmol1 下列判断正确的是()A1 mol H2(g)完全燃烧生成H2O(l)吸收热量241.8 kJB1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJC由知，水的热稳定性小于硫化氢D若反
41、应中改用固态硫，1 mol S(s)完全反应，放出的热量小于20.1 kJ解析：选D A项，1 mol H2(g)完全燃烧生成H2O(g)吸收热量241.8 kJ；B项，1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。8已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3d kJmol1下列关系式中正确的是()Aacd0来源:学科网C2ab0解析：选C氢气燃烧是放热反应，H小于0，放出的热
42、量越多，H越小。由于液态水的能量低于气态水的能量，所以氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量多，因此，2cd2ab0。9已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1。CO2气体与H2气体反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(l)H3，其中H3的数值为()A252.9 kJmol1 B252.9 kJmol1C604.5 kJmol1 D604.5 kJmol1解析：选AH34H2H1252.9 kJmol1。10白磷与氧可发生如下反应：P45O
43、2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJmol1、PO b kJmol1、 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是()A(6a5d4c12b)kJmol1B(4c12b6a5d)kJmol1C(4c12b4a5d)kJmol1D(4a5d4c12b)kJmol1解析：选A由图可以看出：P4中有6 mol 的 PP，5 mol 的O2中含有5 mol ,12 mol的，所以 H(6a5d4c12b)kJmol1。二、非选择题11到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物在反
44、应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1，断裂1 mol HH键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol ClCl键吸收的能量为247 kJ，则形成 1 mol HCl键放出的能量为_。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1标准状况下22.4 L H2和甲烷的混合气体在足量的O2中充分燃烧反
45、应放出588.05 kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)的反应热H为_。解析：(1)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1，该反应的H旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量，设形成1 mol HCl键放出的能量为x，则每发生这样的反应1 mol，H436 kJmol1247 kJmol12x185 kJmol1，解得x434 kJmol1，所以每形成1 mol HCl键放出434 kJ的能量。(2)设混合气体中CH4的物质的量为a，H2的物质的量为b，ab1 mol,890.3 kJmol1a571.
46、6 kJmol1588.05 kJ，解得a0.5 mol，b0.5 mol，所以H2的质量为0.5 mol2 gmol11.0 g。根据反应C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)可知， 即得，该反应的反应热为H571.6 kJmol1393.5 kJmol1890.3 kJmol174.8 kJmol1。答案：(1)434 kJ(2)1.0 g74.8 kJmol1 12按要求回答下列问题：(1)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_。(2
47、)已知：CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H1192.9 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H2120.9 kJmol1则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变H3_。(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5CH=CH2)的反应方程式为 C6H5CH2CH3(g)=C6H5CH=CH2(g)H2(g)H1已知：3C2H2(g)=C6H6(g)H2C6H6(g)C2H4(g)=C6H5CH2CH3(g)H3则反应3C2H2(g)C2H4(g)=C6H5CH=CH2(g)H2(g)的H_。(4)氨的合
48、成是最重要的化工生产之一。工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：用焦炭跟水反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)已知有关反应的能量变化如图所示，则方法中反应的H_。 (5)甲醇是一种用途广泛的化工原料。工业上常用下列两种反应制备甲醇：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(l)H2已知：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H444.0 kJmol1则H2_。答案：(1)CH3OH(
49、l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJmol1(2)72.0 kJmol1(3)H1H2H3(4)(a3bc) kJmol1(5)93.0 kJmol113(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 gmol1，则该蒸气中S2分子的体积分数不小于_。若已知硫氧键的键能为d kJmol1，氧氧键的键能为 e kJmol1，S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol1，则S8分子硫硫键的键能为_。(
50、2)如表所示是部分化学键的键能数据：化学键PPPOO=OP=O键能(kJmol1)198360498X已知白磷的燃烧热为2 982 kJmol1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则表中的X_。0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为_kJ。解析：(1)本题用极值法讨论，因为M80 gmol1，所以当混合气体中只含有S2和S4时，S2的体积分数最小，设S2的体积分数为x，则80 gmol1，得 x，即75%。设硫硫键的键能为x kJmol1，则：a kJmol18x kJmol1e kJmol12d kJmol1，x(2dae)kJmol1。(2)由
51、题意可知P4(s)5O2(g)=P4O10(s)H2 982 kJmol1。根据图示知，1 mol P4含有6 mol PP键，1 mol P4O10含12 mol PO键，4 mol P=O键，根据键能与反应热的关系，反应热等于反应物总键能与产物总键能之差，断裂1 mol 共价键吸收的能量与生成1 mol该共价键放出的能量数值相等。有198 kJmol16498 kJmol15360 kJmol1124X2 982 kJmol1，X585 kJmol1。P4(s)3O2(g)=P4O6(s)，1 mol P4O6含有12 mol PO键，反应热为H198 kJmol16498 kJmol13
52、360 kJmol1121 638 kJmol1，0.5 mol 白磷(P4) 与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1 638 kJmol10.5 mol819 kJ。答案：(1)75%(2dae) kJmol1(2)585819第2节原电池化学电源高考导航1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。1概念把化学能转化为电能的装置。2构成条件(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。(2)将电极插入电解质溶液中。(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。(4)能自发发生氧化还原反应。3工作原理如图是CuZn原电池，请填
53、空：(1)反应原理：电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应 (2)原电池中的三个方向：电子方向：从负极流出沿导线流入正极；电流方向：从正极沿导线流向负极；离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。 (3)两种装置的比较：装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，易造成能量损耗；装置能避免能量损耗；装置中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。问题原电池正负极的判断方法判断下列说法的正误(1)在原电池中，发生氧化反应的电极一定是负极。()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。()(3)在原电池中，正极本身一
54、定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。()(4)其他条件均相同，带有”盐桥”的原电池比不带”盐桥”的原电池电流持续时间长。 ()(5)Mg比Al活泼，二者形成原电池时，一定是Mg做负极。()(6)电子流出的极是原电池的正极。()(7)原电池中，阳离子向负极移动。()(8)Al比Cu活泼，二者形成原电池时，一定是Al做负极。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)角度一原电池工作原理1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()ABC D解析：选D根据原电池的构成条件可知：中只有一个电极，中两电极材料相同，中酒精不是电解质，中两电极材料相同且无闭合回路，故不符合形成原电池
55、的条件，均不能构成原电池。2.如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是() A外电路的电流方向为：X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁CX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为XY解析：选D外电路电子流向为X外电路Y，电流方向与其相反；X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应；若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。3如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A电极上发生还原反应，作原电池的负极B电极的电极反应式为Cu22
56、e=CuC该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：选C该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2。电极上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2Fe32e=2Fe2，电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。角度二原电池正、负极的判断4分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是() A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2解析：选B中Mg
57、不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极；中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，则Fe作正极，A、C错误；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错误。5(2013江苏高考)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液
58、的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析：选C根据题意可知电池的总反应为：MgH2O22H=Mg22H2O。Mg电极是该电池的负极，A错误；H2O2在正极发生还原反应，B错误；石墨电极的电极反应式为H2O22H2e=2H2O，由于水电离出的H不断被消耗，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确；在原电池中，阴离子向负极移动，D错误。应用1比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或可导电的非金属)作正极。如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性AB。对点练1有A
59、、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由 D导线C；A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 ()AABCDEBACDBECCABDE DBDCAE解析：选B金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼的金属作正极。H在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正
60、极负极。在题述原电池中，AB原电池，A为负极；CD原电池，C为负极；AC原电池，A为负极；BD原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性：ACDBE。2M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()APMNEBENMPCPNME DEPMN解析：选A由知，金属活动性：MN；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E构成的原电池中，N作负
61、极，故金属活动性：NE。应用2加快化学反应速率由于形成原电池，而使氧化还原反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快化学反应速率。对点练3一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是()A加入少量稀NaOH溶液B加入少量CH3COONa固体C加入少量NH4HSO4固体 D加入少量CuSO4溶液解析：选DA中加入NaOH溶液，消耗盐酸，氢气的生成量会减少，错误；B中加入CH3COO会结合H，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H的量，生成的氢气会增多，错误；D中加入少量
62、CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且没有影响氢气的生成量，正确。4选择合适的图像：(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积 V(L)与时间 t (min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间 t(min)的关系是_。(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是_。解析：(1)a中加入CuSO4，消耗一部分Zn，Cu、Zn形成原电池，反应速率加快，所以a放出H2的量
63、减少，但速率加快。(2)a中加入CuSO4消耗Zn，但不影响产生H2的量，速率也加快。(3)CH3COONa 与H2SO4反应后生成弱酸CH3COOH，从而减慢反应速率，但产生H2的量没发生变化。答案：(1)A(2)B(3)C应用3用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。对点练5下列关于电化学的叙述错误的是()A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：选CA、B项都是原电池原理，更易
64、腐蚀；铁制品上镀铜，阳极应为铜，C错误；D项是牺牲阳极的阴极保护法。6. 利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。(2)若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。解析：铁被保护，可以是做原电池的正极，或者电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)N(2)牺牲阳极的阴极保护法应用4设计原电池(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。(2)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较
65、弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。(3)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子，这样可减少离子极化作用，便于电子和离子的移动，如在CuZn构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。实例：根据Cu2Ag=Cu22Ag设计电池：对点练7某原电池总反应为：Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()选项ABCD电极材料C
66、u、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：选D由题意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3得电子生成Fe2知，电解质溶液中必须含有Fe3，同时符合上述两条件的只有D项。8利用反应2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，设计一个原电池装置。(1)画出简易装置图，标明电极材料和电解质溶液。(2)简易装置的效率不高，电流在短时间内就会衰减。为解决以上问题，常将原电池设计成带盐桥的装置，画出该原电池装置，标明电极材料和电解质溶液。(3)写出两个电极上的电极反应。负极：_，正极：_。解析：首先将
67、已知的反应拆成两个半反应：Cu2e=Cu2、2Fe32e=2Fe2，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该原电池的负极材料为Cu，正极材料选用比铜活动性差的能导电的材料即可。(3)Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe29某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe32I2Fe2I2，设计成盐桥原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：(1)请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。来源:学科网ZXXK(4)平衡后向FeCl3溶
68、液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为_(填“正”或“负”)极。解析：(1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I失电子。(3)反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时FeCl2溶液失电子，正极变成负极。答案：(1)如图：(2)2I2e=I2(3)无(4)负1一次电池(1)碱性锌锰干电池正极：MnO2；负极：Zn正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2总反应：Zn2MnO22H2
69、O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池锌银电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。2二次电池(以铅蓄电池为例)(1)放电时的反应：负极：Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)(氧化反应)。正极：PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)(还原反应)。总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。思考1：在放电时电解液中H2SO4的浓度将如何改变？提示：铅蓄
70、电池在放电时总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)，从电池总反应式可知，随着电池放电，H2SO4不断被消耗，因此，其浓度逐渐变小。(2)充电时的反应：阴极：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)(还原反应)。阳极：PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)(氧化反应)。总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。可以把充、放电反应写成一个可逆反应方程式：PbSO4(s)2H2O(l) Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。3燃料电池(以氢氧燃料电池为例)氢氧
71、燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。思考2：氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度如何变化？溶液的pH如何变化？当氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，又会如何变化？提示：无论以KOH溶液作电解质溶液还是以H2SO4溶液作电解质溶液，总反应均为2H2O2=2H2O，所以反应一段时间后，因为有H2O的生成而使电解质溶液的浓度均降低，所以当KOH溶液作电解质溶液时pH减小，H2SO4溶液作电解质溶液时pH增大。问题燃料电池电极反应式的书写以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总
72、反应式：_。(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。答案：(1)CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)CH48e10OH=CO7H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO3H2O(3)CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)CH48e4CO=5CO22H2O2O28e4CO2=4COCH42O2=CO22H2O三步突破燃料电
73、池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O；(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH；(3)固体电解
74、质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2；(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。第三步：根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式电池反应的总反应式电池正极反应式=电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。角度一化学电源中电极反应式的书写1燃料电池的类别，按电解质类型可分为碱性燃料电池(AFC)、酸性燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。来源:学_科_网如图所示为燃料电池工作原理的一种示意图。则：燃料电池工作原理示意图
75、(1)电极a为_极，电极b为_极。(2)在示意图上标出外电路中电子的流动方向。(3)以CO为燃料气，请分别写出电解质符合下列条件的正、负极的电极反应式和总反应式(填入表格中)。答案：(1)负正(2)由a流向b(3)O24e4H=2H2O2CO4e2H2O=2CO24H2COO2=2CO2O24e2H2O=4OH2CO4e8OH=2CO4H2O2COO24OH=2CO2H2OO24e=2O22CO4e2O2=2CO22COO2=2CO2O24e2CO2=2CO2CO4e2CO=4CO22COO2=2CO22高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池
76、的总反应为3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。(1)放电时负极反应为_，正极反应为_。(2)放电时电子由_极流向_极。(3)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。解析：放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn2e2OH=Zn(OH)2 ，正极反应为2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH。电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.8061024。答案：(1)Zn2e2OH=Zn(OH)2 2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH(2)负正(3)1.
77、8061024 3(1)铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应式为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，其负极反应式为_，正极反应式为_。(2)直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极反应式为_、正极反应式为_。答案：(1)4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH(2)CH3OHH2O6e=CO26HO24e4H=2H2O4按要求写出电极反应式或总反应方程式。(1)肼(N2H4) -空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为_。(2)K2FeO4Zn可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作
78、为正极材料，其电极反应为_，该电池总反应的离子方程式为_。(3)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。解析：(1)肼-空气燃料电池是一种碱性电池，O2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H44e4OH=N24H2O。(2) K2FeO4Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作正极材料，FeO中6价铁元素被还原为Fe(OH)3中3价铁元素，其电极反应式为FeO 3e4H2O=Fe(OH)35OH；总反应的离子方程式也可写出，关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3 和Zn(OH)2。(3)Al作负极，AgO/Ag作正极，NaOH和
79、NaAlO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O。答案：(1)N2H44e4OH=N24H2O(2) FeO 3e4H2O=Fe(OH)35OH2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH (3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O角度二新型电池可充电电池5(2016衡水市枣强中学高三期中)某充电宝锂离子电池的总反应为：nLiLi1nMn2O4 LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOHMH MNi(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是() A锂离子电池放电时Li向正极迁移B锂离子电池充电时，阴极的电极反
80、应式：LiMn2O4ne=Li1nMn2O4nLiC如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D镍氢电池放电时，正极的电极反应式：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH解析：选BA项，锂离子电池放电时阳离子移向正极，所以Li向正极移动，正确；B项，锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：Lie=Li，错误；C项，因为锂比Ni(OH)2易失电子，所以锂离子电池放电，镍氢电池充电，正确；D项，放电时，正极发生还原反应，方程式为NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH，正确。6“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为 2Ni(
81、OH)2 2NiOOHH2。则下列说法正确的是()A放电时，NiOOH发生氧化反应B充电时，a电极的pH增大，K移向b电极C充电时，a电极的电极反应为2H2O2e=H22OHD放电时，负极反应为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH解析：选C放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，pH增大，K移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。7(2014全国高考)如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是()A放电时正极反应为NiOOHH2Oe=Ni(
82、OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为MHOH=H2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析：选C电池放电时，正极发生得电子的还原反应，A项正确；由电池示意图及放电时正极上的电极反应知，该电池的电解液呈碱性，可为KOH溶液，B项正确；充电时的负极实质上为阴极，发生还原反应，C项错误；MH的氢密度越大，表明单位体积的MH所能储存的电子越多，能量密度越大，D项正确。角度三新型电池燃料电池8美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2, 电解质为熔融的K2
83、CO3。该电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2C2e=H2OCO2。则下列推断中正确的是()A正极反应：4OH4e=2H2OO2B当电池生成1 mol H2O时，转移4 mol电子C放电时C向负极移动D放电时C向正极移动解析：选C总反应减去负极反应求得正极反应为：O24e2CO2=2C，故A项错误；由总反应可知每生成1 mol 水，转移2 mol电子，故B项错误；放电时，C向负极移动，C项正确；D项错误。9(2016湖北重点中学联考)如图所示为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是()A该电池不能在高温下工作B电池的负极反应为C6H12O66H2O
84、24e=6CO224HC放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1 mol，便有1 mol H从阳极室进入阴极室D微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广解析：选C高温条件下微生物会死亡，电池不能正常工作，A选项正确；电池的负极失电子，发生氧化反应，即葡萄糖失电子生成CO2气体，B选项正确；放电过程中，电子从负极区向正极区转移，C选项错误；结合题给条件分析，D选项正确。10有四种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池B碱性氢氧化物燃料电池C质子交换膜燃料电池D熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是() 解析：选CA项，正极反应生
85、成O2；B项，正极反应生成OH；C项，正极反应生成H2O；D项，正极反应生成CO。全 国 卷1(2015新课标全国卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O26CO26H2O解析：选A图示所给出的是原电池装置。有O2反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，负极上C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应产生CO2，电极反应式为C6H12O624e6H2O
86、=6CO224H，故A错误。微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。正极的电极反应式为 6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。2(2014新课标全国卷 )2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从
87、b向a迁移解析：选C图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D项，放电时为原电池，Li为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。3(2013新课标全国卷)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A处理过程中
88、银器一直保持恒重B银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析：选B根据信息可知在银器处理过程中运用了原电池原理，铝质容器作负极，电极反应为Al3e=Al3；银器作正极，电极反应为Ag2S2e=2AgS2；继而Al3和S2发生相互促进的水解反应：2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，故原电池的总反应为：3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S，故C错误。黑色褪去的原因是Ag2S被还原为Ag，此过程中银器质量逐渐减小，故A、D错误，B正确。4(2013新课标全国卷)“ZEB
89、RA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A电池反应中有NaCl生成B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C正极反应为：NiCl22e=Ni2ClD钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析：选B 该电池总反应为：2NaNiCl2=2NaClNi，因此有NaCl生成，A项正确；电池总反应为Na还原Ni2，B项错误；正极为NiCl2发生还原反应：NiCl22e=Ni2Cl，C项正确；钠离子通过钠离子导体由负极移向正极，D项正确。5(2015新课标全国卷节选)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒
90、，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1)解析：(1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生MnOOH，则正极反应式为MnO2He=MnOOH。金属锌作负极，发生氧化反应生成Zn2，则负极反应式为Zn2e=Zn2，结合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO22HZn=2MnOOHZn2。(2)电流强度为I0.5 A，时
91、间为t5 min300 s，则通过电极的电量为QIt0.5 A300 s150 C，又知F96 500 Cmol1，故通过电子的物质的量为 0.001 6 mol，则理论上消耗Zn的质量为65 gmol10.001 6 mol0.05 g。答案：(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2(2)0.056(1)(2013新课标全国卷节选)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_，1个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20
92、 V，能量密度E_(列式计算：能量密度，1 kWh3.6106 J)。(2)(2012新课标全国卷节选)与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。(3)(2011新课标全国卷节选)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol 甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比，甲醇的燃烧热H726.5 kJmol1)。解析
93、：(1)根据二甲醚的燃料方程式拆分出负极反应，根据电子守恒写出电极反应式。(2)根据题意可写出题给原电池的负极反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2，总反应式为3Zn2FeO8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH。用总反应式减去负极反应式可得正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH。(3)以甲醇为燃料的燃料电池，电解液为酸性，则生成H，负极反应式为：CH3OHH2O=CO26H6e，正极O2参与反应：O26H6e=3H2O，根据理论效率的计算方法，该燃料电池的理论效率为：100%96.6%。答案：(1)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12 (3.6106 Jk
94、W1h1)8.39 kWhkg1(2)FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH3Zn2FeO8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH (3)CH3OHH2O=CO26H6eO26H6e=3H2O96.6%地 方 卷7(2015天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是() A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选C由图像可知该原电池反应原理为ZnCu2=Zn2Cu，故Zn电极为负极失电子发生氧化反应，
95、Cu电极为正极得电子发生还原反应，A项错误；该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c(SO)不变，B项错误；电解过程中溶液中Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu22eCu，故乙池中为Cu2Zn2，摩尔质量 M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，C项正确；该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中溶液中Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，D项错误。 8(2015江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗 1 mol CH
96、4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：选DA选项，甲烷中的C为4价，CO中的C为2 价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗 1 mol 甲烷失去6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有OH，因此OH不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O，错误；C选项，CO应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上O2和CO2得电子生成CO，正确。9(2014福建高考)某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()A
97、正极反应为AgCle=AgClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子解析：选D在原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故由总反应式可知，负极反应为2Ag2e2Cl=2AgCl，正极反应为Cl22e=2Cl，A项错误；由于电解质溶液中含有大量Cl，故放电时，Ag在交换膜左侧即与Cl反应生成AgCl沉淀，B项错误；用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，C项错误；电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液有 0.01 mol Cl参与反应生成AgCl沉淀
98、，还有0.01 mol H通过阳离子交换膜进入右侧溶液，D项正确。10(2014天津高考)已知：锂离子电池的总反应为LixCLi1xCoO2 CLiCoO2；锂硫电池的总反应为2LiS Li2S。有关上述两种电池说法正确的是()A锂离子电池放电时，Li向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析：选B锂离子电池放电时Li(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为Li，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C
99、项错误；题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D项错误。11(2015安徽高考节选)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。Ot1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_，溶液中的H向_极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_。解析：在Ot1时，正极上NO得电子后结合H生成NO2和H2O；在原电池中，阳离子向正极移动，故H向正极移动；由于Al在浓硝酸中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时Cu与浓硝酸反应而导致Cu作负极，电子流动方向发生了改变
100、。答案：NOe2H=NO2H2O正Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al的进一步反应12(2015四川高考节选)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4LiFeS2=Fe 2Li2S，正极反应式是_。解析：正极得电子，化合价降低，可得正极方程式：FeS24e=Fe2S2答案：FeS24e=Fe2S2(限时：45分钟)一、选择题1如图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()A原电池工作时的总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧
101、化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极解析：选C由图可知：原电池总反应式为ZnCu2=Zn2Cu，自发进行且放热的反应才能设计成原电池，A正确；Zn比Cu活泼，故作负极，失电子发生氧化反应，B正确、C不正确；Fe不如Zn活泼，故Zn电极依然作负极，D正确。2. 依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列有关说法中错误的是()A电解质溶液Y是CuSO4溶液B电极X的材料是CuC银电极为电池的正极，其电极反应为Age=AgD外电路中的电子是从X电极流向Ag电极解析：选A由电极反应可知，电解质溶液应为AgN
102、O3溶液。3氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，已用于宇宙飞船及潜艇中，其电极反应为：负极：2H24OH4e=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH。所产生的水还可作为饮用水，今欲得常温下1 L水，则电池内电子转移的物质的量约为()A8.9103 molB4.5102 molC1.1102 mol D5.610 mol解析：选C正负极反应合并得：2H2O2=2H2O，若转移4 mol电子，则生成2 mol H2O，欲生成1 L水即 mol，转移电子为2 mol1.1102 mol。4根据如图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中发生氧
103、化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2解析：选BZn比Fe活泼，所以Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe作正极，O2在该电极上发生还原反应，电极反应式为2H2OO24e=4OH，反应后溶液pH升高。5研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10 转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的
104、负极移动DAgCl是还原产物解析：选B电池的正极得电子，A错误；阳离子向正极移动，C错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D错误。6. 如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有关说法正确的是()AK与N连接时，能量由电能转化为化学能BK与N连接时，H向负极区迁移CK与M连接时，所用电源的a极为负极DK与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大解析：选CA项错误，K与N相接时，是原电池，由化学能转化为电能；B项错误，由于形成原电池时正极消耗H，所以H向正极移动；C项正确，充电时，二氧化铅作为原电池的正极连接到电源的正极
105、，所以b是正极，a是负极；D项错误，a极生成二氧化铅和H，pH减小。7利用反应6NO28NH3=7N212H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是() A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C电极A极反应式为2NH36e=N26HD当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为 0.8 mol解析：选C电极反应式为：负极：8NH324e24OH=4N224H2O，正极：6NO224e12H2O=3N224OH，因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C项，应
106、生成H2O，错误；D项，根据正极反应式转移电子为 240.8 mol。8液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析：选BA项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。9CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中
107、毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇氧化钠，其中O2可以在固体介质 NASICON 中自由移动。下列说法中错误的是()A负极的电极反应式为COO22e=CO2B工作时电极b作正极，O2由电极a向电极b移动C工作时电子由电极a通过传感器流向电极bD传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高解析：选B根据题意可知，a电极为负极，电极反应式为COO22e=CO2，b电极为正极，电极反应式为 O24e=2O2，总反应为2COO2=2CO2。工作时电子由电极a通过传感器流向电极b，O2由电极b向电极a移动。传感器中通过的电流越大，说明单位时间内通过的电子越多，尾气中C
108、O的含量越高。10市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2下列说法不正确的是()A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li向负极移动解析：选DA项，Li从0价升至正价，失去电子，作负极，正确；B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li
109、可以与水反应，故该电池的电解质应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极，错误。二、非选择题11某研究性学习小组根据反应2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。 回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”)，发生_反应。(2)电池工作时，盐桥中的SO移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_；乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 molL
110、1，则反应中转移的电子为_mol。解析：(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO5e8H=Mn24H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的MnSO4浓度由1 molL1变为1.5 molL1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 molL10.2 L0.1 mol，转移的电子为0.1 mol50.5 mol。答案：(1)a还原(2)乙(3)MnO5e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.512
111、(2014海南高考)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料
112、，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成 LiMnO2”，所以正极的电极反应式MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高(MM )，则Cl元素的化合价降低(CC)，所以化学方程式为3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；根据“K2MnO4在酸性溶液中
113、发生歧化反应，生成KMnO4(K2O4K O4)和MnO2(K2O4O2)”，由电子得失守恒可知，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为 21。答案：(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O2113某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由
114、于NH4Cl溶液显_(填“酸性”、“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应式为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中
115、与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增重32 gmol1x,28x32x12，x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H得电子，负极上Fe失电子生成Fe2。Cl2将Fe2氧化为 Fe3，Cl2过量时，发生的反应为：2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O22H2O4e=4OH，滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极
116、反应式为2Cl2e=Cl2，Cl2可用湿润的淀粉KI 试纸检验。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴2Cl2e=Cl2湿润淀粉KI试纸Cl22I=2ClI2第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护高考导航1了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能
117、。2电解池(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。(2)电解池的构成条件：有外接电源；有与电解质溶液或熔融的电解质相连的两个电极；形成闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(以电解CuCl2溶液为例)：总反应方程式：CuCl2 CuCl2。(4)电解池中电子和离子的移动：电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3在惰性电极上离子的放电顺序(1)阴极(与电极材料无关)：(2)阳极(与电极材料有关)：4电解总方程式的书写(1)必须在连接号上标明“电解”。(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产
118、物。如电解HCl溶液：2HClH2Cl2。(3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫酸、NaOH溶液、Na2SO4溶液时，化学方程式应写为2H2O2H2O2。(4)电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。问题惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型电解质类型电极反应式及总反应式电解质溶液浓度溶液pH电解水型含氧酸，如H2SO4阴极：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2总反应式：2H2O2H2O2增大减小可溶性强碱，如NaOH增大活泼金属含氧酸盐，如KNO3不变电解电解质型无氧酸，如HCl阴极：2H2e=H2阳极：2C
119、l2e=Cl2总反应式：2HClH2Cl2减小增大不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2阴极：Cu22e=Cu阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：CuCl2CuCl2放H2生碱型活泼金属无氧酸盐，如NaCl阴极：2H2e=H2阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：2NaCl+2H2O2NaOHH2Cl2增大放O2生酸型不活泼金属含氧酸盐，如CuSO4阴极：2Cu24e=2Cu阳极：4OH4e=2H2OO2总反应式：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2减小对点练写出以惰性电极电解下列电解质溶液的电极反应式及总反应式(1)Na2CO3阴极：_，阳极：_，总反应式：_。(2)HBr阴极：_，阳极：_，总反
120、应式：_。(3)KCl阴极：_，阳极：_，总反应式：_。(4)AgNO3阴极：_，阳极：_，总反应式：_。答案：(1)4H4e=2H24OH4e=2H2OO22H2O2H2O2(2)2H2e=H22Br2e=Br22HBrH2Br2(3)2H2e=H22Cl2e=Cl22KCl2H2O2KOHH2Cl2(4)4Ag4e=4Ag4OH4e=2H2OO2 4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2角度一电极反应式、电解总反应式的书写1按要求书写电极反应式和总方程式(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式_；阴极反
121、应式_；总反应离子方程式_。(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应化学方程式_。(4)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(5)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(6)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(9)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式
122、_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。答案：(1)4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O4AgO24H(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2OFe(OH)2H2(4)Fe2e2OH=Fe(OH)22H2O2e=H22OHFe2H2OFe(OH)2H2(5)Cu2e=Cu22H2e=H2Cu2HCu2H2(6)2Al6e8OH=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH2Al2H2O2OH2AlO3H2(7)2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e=3H22Al3H2OAl2O33H2(
123、8)2Al6HCO6e=2Al(OH)36CO26H6e=3H22Al6HCO6H2Al(OH)36CO23H2(9)2Cl2e=Cl2Mg22e=MgMg22ClMgCl22用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，判断阴、阳两极的产物并根据电解的先后顺序写出电极反应方程式。(1)阳极产物：；电极反应：_。(2)阴极产物：；电极反应：_。答案：(1)Cl2、O22Cl2e=Cl2、4OH4e=2H2OO2(2)Cu、H2Cu22e=Cu、2H2e=H2阴、阳极的判断和电解产物的分析方法(1)阴、阳极的判断方法：根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。根据电流
124、方向：从阴极流出，从阳极流入。根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。(2)电解产物的分析方法：首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分析判断。阳极：a.金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子；b.惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物(阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子)。阴极：溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放电顺序：AgFe3Cu2HFe2Zn2)
125、。角度二电解原理、电解规律的考查3 如图是电解饱和NaCl溶液的实验装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断中正确的是()Aa为正极、b为负极Bc为阴极、d为阳极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，Cl浓度不变解析：选A由电子流向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，c极：2Cl2e=Cl2；d极：2H2e=H2，因此，B、C、D项均错。 4.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的来源:学#科#网B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体Ca电极附近呈红色
126、，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析：选DSO、OH移向b极，在b极OH放电，产生O2，b极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红。Na、H移向a极，在a极H放电产生H2，a极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C均错。5用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2SO4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4解析：选B由电解电解质溶液的四种类型可知：类型化学物质pH变
127、化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2升高HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低惰性电极电解电解质溶液的产物判断1电镀和电解精炼铜2电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极：2Cl2e=Cl2(反应类型：氧化反应)。阴极：2H2e=H2(反应类型：还原反应)。思考：电解NaCl溶液时，如何用简便的方法检验产物？提示：阳极产物Cl2可以用淀粉KI试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。(2)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。离子方程式
128、：2Cl2H2O2OHH2Cl2。(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。3电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl22Cl2e=Cl2、2Na2e=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl22Cl2e=Cl2、Mg22e=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O26O212e=3O2、4Al312e=4Al角度一电解原理的基本应用1 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，
129、Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁解析：选D氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。2(2016云南检测)将TiO2熔于NaF制成熔融盐，以石墨为阴极、覆盖了氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极，用如图所示电解装置制取金属钛。则阳极电极反应式是_。解析：在阳极上H2失电子发生氧化反应。答案：H2O22e=H2O角度二电解原理在电镀与电解精炼方面的应用3(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。
130、若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法中正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制
131、品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。解析：(1)电镀池中，镀件就是待镀金属制品，作阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源正极相连。要把铜从铜盐中置换出来，用铁作还原剂，所以应加入还原剂。(2)粗铜电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c，d是阴极，发生的反应是Cu22e=Cu，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2的形式进入电解质溶液中。(3)粗铜电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，a错误；粗铜作阳极与
132、电源正极相连，发生氧化反应，b正确；溶液中的Cu2向阴极移动，c错误；不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收。(4)在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是4Al2Cl3e=Al7AlCl；在水溶液中，得电子能力：HAl3，故阴极上发生的反应是2H2e=H2。答案：(1)负还原剂(2)cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解质溶液中(3)b、d(4)负4Al2Cl3e=Al7A
133、lClH2角度三电解原理在化工制备方面的应用4(2015上海高考节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图所示是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 完成下列填空：(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式：_。(2)离子交换膜的作用为：_、_。(3)精制饱和食盐水从图中_位置补充，NaOH溶液从图中_位置流出。(填“a”、“b”、“c”或“d”)解析：(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl在阳极失去电子，发生氧化反应。产生Cl2。反应的离子方程式是
134、2Cl2H2OCl2H22OH。(2)图中的离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH进入阳极室，与Cl2发生反应，阻止Cl进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充，精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H不断放电，附近的溶液显碱性，NaOH溶液从图中d位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸馏水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。 答案：(1) 2Cl2H2OCl2H22OH(2)阻止OH进入阳极室，与C
135、l2发生副反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸(3)ad5电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如下： 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为_，电极反应式为_。(2)B极为_，电极反应式为_。解析：H2产生是因为H2O电离的H在阴极上得电子，即6H2O6e=3H26OH，所以B极为阴极；A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)26e8OH=N2CO6H2O。答案：(1)阳极CO(NH2)28OH6e=N2CO6H2O(2)阴极6H2O6e=3H26OH6(2014北京高考节选)电解NO制备NH4N
136、O3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。解析：由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO，电极反应式为5NO10H2O15e=5NO20H。NO在阴极发生还原反应生成NH，电极反应式为3NO18H15e=3NH3H2O。电池总反应式为8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。答案：NH3根据电池总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，知电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3角度四电解原理在环境治理方面的应用7 电化学
137、原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：在电解过程中将低价金属离子(如Co2)氧化成高价态的离子(Co3)，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程，下列说法正确的是()A电极a可以是石墨，电极b可以是铜B电解后阴极附近H浓度不变CCo3氧化甲醇的离子方程式为：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD当1 mol 甲醇被完全氧化时，阳极应该失去4 mol 电子解析：选C选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的Co2失去电子生成Co3：
138、2Co22e=2Co3，阴极是溶液中的H得到电子变为H2：2H2e=H2，所以阴极附近H浓度变小。选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3被还原为Co2，再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。选项D，阳极失去电子的物质的量等于Co3获得电子的物质的量，1 mol CH3OH被氧化，转移6 mol电子。8工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。 下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)A碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减
139、少C为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：选BA项，电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2，阴极：Ni22e=Ni,2H2e=H2，正确；B项，由于C中Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C移向B，A中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A移向B，所以B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H的氧化性大于Ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。问题1多池组合中电池类型的判断方法
140、(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所示：A为原电池，B为电解池。(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断：原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池。(3)根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图所示：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知
141、乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。对点练(2014广东高考，稍改动)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为Al，其他电极均为Cu，则()A电流方向：电极电极B电极的质量减少2.7 g时，电极的质量减少9.6 gC电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e= Cu解析：选A首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边CuSO4溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极为负极，电极为正极，所以电流方向：电极电极(电流方向与电子流动方向相反)，A正确；电极的质量减少2.7 g时，转移电子0.3 mol，电极为电解池的阴
142、极，质量增加9.6 g，B错误；电极上有铜析出，C错误；电极的电极反应：Cu2e= Cu2，D错误。问题2电化学计算原则：电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。关键：a.电极名称要区分清楚；b.电极产物要判断准确；c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。(1)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。如图所示：图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol 电子转移，则Zn极溶解 6.5_g，Cu极上析出H2_2.24_L(标准状况)，Pt极上
143、析出 Cl2_0.1 mol，C极上析出Cu 6.4 g。甲池中H被还原，生成ZnSO4，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。来源:Zxx
144、k.Com注意在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e)NA1.601019 C来计算电路中通过的电量。角度一多池串联的分析与计算1某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况下)，丙池中_极析出_g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液
145、，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_(填“增大”、“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为：CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2) 乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为：4AgNO32H2O电解,4AgO24HNO3。 (3)根据各电极上转移的电子相同，得 n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.60 g。 (4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl2H
146、2O2NaOHH2Cl2，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，使溶液pH减小。答案：(1)原电池 CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O电解,4AgO24HNO3 (3)280D1.6(4)减小增大2如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。 (1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；列式计算电极
147、b上生成的气体在标准状况下的体积_；电极c的质量变化是_g；电解前后各溶液的酸、碱性强弱是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？解析：(1)乙中c电极质量增加，说明c处发生的反应为：Cu22e=Cu，c电极应为阴极，则M为负极，N为正极。甲中盛放的是NaOH溶液，电解时实质上是电解水，b电极上的电极反应为：4OH4e=2H2OO2。而要计算出b电极上产生气体的体积，就必须先根据丙中K2SO4浓度的变化计算出转移电子的物质的量。设丙中电解水的质量为x g，由电解前后溶质的质量相等可得：10010%(100x)10.47
148、%，x4.5 g，所以整个反应转移了0.5 mol电子，根据电极反应式可计算出b电极放出的O2为0.125 mol，其体积为 2.8 L，c电极上析出的铜为0.25 mol，其质量为16 g。甲中电解的是水，NaOH浓度增大；乙中水电离出来的OH放电，H浓度增大；丙中电解的也是水，虽然K2SO4浓度变大，但pH不变。(2)铜全部析出时溶液变为H2SO4溶液，电解仍可以继续进行。答案：(1)正4OH4e=2H2OO2丙中水减少的质量：100 g4.5 g，转移电子的物质的量：20.5 mol，生成O2的体积：22.4 Lmol12.8 L16碱性增强，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大
149、酸性增强，因为电解后生成H2SO4，溶液中H浓度增大酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增大不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应角度二分阶段电解的计算3500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为0.2 molL1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c
150、(H)为0.2 molL1解析：选A石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu,2H2e=H2。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移 0.2 mol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO)，c(K)c(H)c(NO)，不难算出：电解前c(K)0.2 molL1，电解后 c(
151、H)0.4 molL1。4将1 L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接，继续通直流电，b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体，溶液质量共减少227 g。(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极增加的质量为_。(2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为_。解析：(1)电解反应式：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。a极即阳极上产生O2：m(O2)32 gmol132 g，b极即阴极质量增加的是生成Cu的质量：m(Cu)2n(O2)M(Cu)2 mol64 gmol1128
152、 g，溶液质量减少160 g。(2)电源反接后，b为阳极，Cu先放电，然后OH放电，a为阴极，Cu2先放电，然后H放电。过程可以细分为三个阶段：电镀铜，此阶段溶液质量变化m10。电解CuSO4溶液：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O22 2 12n1(O2) 2n1(O2) n1(O2)此阶段，溶液质量减少160n1(O2) g。电解H2SO4溶液，其本质是电解水：2H2O2H2O22 2 12n2(O2) 2n2(O2) n2(O2)此阶段，溶液质量减少36n2(O2) g。则有，解得：n1(O2)0.25 mol，n2(O2)0.75 mol，所以原溶液中c(CuSO4)2.5 mo
153、lL1。答案：(1)128 g(2)2.5 molL11金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成阳离子而损耗。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀和电化学腐蚀比较项目化学腐蚀电化学腐蚀发生条件金属与接触到的物质直接反应不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应共同点Mne=Mn是否构成原电池无原电池构成有无数微小原电池构成实质金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀有无电流无电流产生有电流产生联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)3.金属的防护(1)电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理负极(阳极)是作保护材料的金属，正极(阴极)是被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法利
154、用电解原理a阴极是被保护的金属设备；b阳极是惰性电极。(2)改变金属内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。角度一金属腐蚀速度快慢的比较1如图所示，各烧杯中盛海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()ABC D解析：选C是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极Fe2e=Fe2，正极2H2OO24e=4OH。均为原电池，中Fe为正极，被保护；中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故FeCu原电池中Fe被腐蚀的较快。是Fe接电源正极作阳极，Cu
155、接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀。是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。2相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：选CA中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。3(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A
156、图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：选B图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻， 选项A错误；图b中开关置于M时，CuZn合金作负极，由M改置于N时，CuZn 合金作正极，腐蚀速率减小，选项B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，选项C错误；图d中ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，选项D错误。金属腐蚀速率快
157、慢的判断方法不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下面两种因素有关：(1)与构成微电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属被腐蚀的速率就越大。(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀速率大于在非电解质溶液中的腐蚀速率，在强电解质溶液中的腐蚀速率大于在弱电解质溶液中的腐蚀速率。一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。角度二析氢腐蚀和吸氧腐蚀4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间
158、。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析：选Ca管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的H减小pH增大，故C项错。5.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4 久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是()A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳电极反应式为O22H2O4e=4OHD具支
159、试管中溶液pH逐渐减小解析：选C生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。6 (2014安徽高考)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留
160、空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0 (2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2 时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图2中Ot1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步
161、骤和结论(不要求写具体操作过程)：解析：(1)对比实验，实验中碳粉的质量与实验相同，醋酸的浓度与实验不同，所以铁粉的质量应与实验相同，即2.0 g；实验中碳粉质量与实验不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验相同，显然实验目的是探究碳粉含量的影响。(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2，碳为正极，发生还原反应：2H2OO24e=4OH(或4HO24e=2H2O)。(3)0t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。答案：(1)2
162、.0碳粉含量的影响(2)吸氧如图还原2H2OO24e=4OH(或4HO24e=2H2O)(3)反应放热，温度升高(4) 角度三金属的防护7下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：O22H2O4e=4OHB当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀解析：选B弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A正确；当镀层破损时，锡、铁可形成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错误；铁、锌、海水形成原电池，锌失去电子作负极，从而保护了铁
163、，C正确；采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，D正确。8(2015湖北重点中学联考).(1)研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利用如图装置可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。为减缓铁的腐蚀：若X为碳棒，开关K应置于_处(填字母)，此时X极发生的电极反应式为_。若X为锌，开关K置于M处，则此时铁极发生的电极反应式为_。(2)在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有地铁、城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁，电解质溶液均为NaCl溶液)。你认为其中能
164、合理模拟金属管道的腐蚀原理的是_；c()的总反应方程式是_；若图d中接通电源，则平放的铁丝左侧附近产生的现象是_；请你为防止地下金属管道腐蚀提供一种策略_。.1 L 某溶液中含有的离子如表所示：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(molL1)214x用惰性电极电解该溶液。当电路中有5 mol 电子通过时，溶液的pH_(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。解析：.(1)若X为碳棒，则开关K应置于N处，铁作阴极被保护，此时X极为阳极，发生反应2Cl2e=Cl2。若X为Zn，开关K置于M处，则利用牺牲阳极的阴极保护法，形成一个原电池装置，铁极发生反应：O22H2O4e=4OH。
165、(2)观察四个装置，只有b装置不符合要求，不能形成闭合回路。c()中阳极上铁失电子，阴极上水电离出的H得电子生成H2，总反应方程式为Fe2H2O=Fe(OH)2H2。装置c和装置d等效，铁丝左侧为电解池的阴极，有H2放出，阳极上铁失电子生成的Fe2结合溶液中的OH，铁丝左侧附近产生少量白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色。.根据溶液呈电中性得c(Cl)3 molL1，电解时，溶液中离子放电顺序：阴极为Cu2H，阳极为ClOH。当电路中有5 mol 电子通过时，3 mol Cl在阳极发生反应2Cl2e=Cl2，然后1 mol H2O 在阳极发生反应2H2O4e=O24H；2 mol Cu2在阴极发生
166、反应Cu22e=Cu，然后 1 mol H 在阴极发生反应2H2e=H2，此时溶液中c(H)1 molL1，故溶液的pH0。答案：.(1)N2Cl2e=Cl2O22H2O4e=4OH(2)a、c、dFe2H2O=Fe(OH)2H2铁丝左侧有无色的气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(塑料或油漆等).0全 国 卷1(2011新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为
167、 Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O3H2O解析：选C在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe(OH)2，则电解液为碱性溶液，A正确；电池放电时，负极反应为：Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正确；电池充电时，阴极反应式为：Fe(OH)22e=Fe2OH，阴极附近溶液pH升高，C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正确。2(2014新课标全国卷节选)次磷酸(H3PO2)可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过
168、)：(1)写出阳极的电极反应式_。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是_。解析：(1)阳极为水电离出的OH放电，电极反应式为2H2O4e=O24H。(2)阳极室中的H穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。(3)如果撤去阳膜，在阳极区H2PO或H3PO2可能失电子发生氧化反应，即生成物中会混有PO。答案：(1)2H2O4e=O24H(2)阳极
169、室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POH2PO或H3PO2被氧化3(2014新课标全国卷节选)PbO2可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为_，阴极上观察到的现象是_；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_，这样做的主要缺点是 。解析：根据阳极发生氧化反应，阳极反应式为Pb22H2O2e=PbO24H，阴极发生还原反应，Cu2放电生成Cu，现象为石墨上包上铜镀层，若电解液中不加入 Cu(NO3)2，则溶液中的Pb2放电：Pb22e=Pb，这样Pb2就
170、不能很好地转化为PbO2，导致Pb2的利用率降低。答案：Pb22H2O2e=PbO24H石墨上包上铜镀层Pb22e=Pb不能有效利用Pb2地 方 卷 4.(2015四川高考)用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式为：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析：选DA项，阳极要产生ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，正确；B项，阳极是Cl失电子
171、产生ClO，电极反应式为：Cl2OH2e=ClOH2O，正确；C项，阴极是H产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O2e=H22OH，正确；D项，溶液为碱性，方程式应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。 5(2015福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为3CO218H18e=C3H8O5H2O解析：选B结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人
172、工树叶”，该装置电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2OO2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是2,3CO2C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。6 (2015上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为：O2 2H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片
173、上电极反应为：2H2eH2解析：选D由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成的原电池中，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的O2在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A正确。d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上O2得到电子，发生还原反应，电极反应为：O22H2O4e4OH，B正确。若d为锌块，由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O22H2O4e4OH，D错误。7(2015浙江高
174、考)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()AX是电源的负极B阴极的电极反应式是H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C总反应可表示为H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11解析：选D根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X为电源的负极，A项正确；根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2，故在阴极上发生的反应为H2O2e=H2O2，CO22e=COO2，B项正确；根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的
175、总反应方程式为H2OCO2H2COO2，C项正确；根据C项的电解总反应方程式可知，阴阳两极生成的气体的物质的量之比为 21，D项错误。8(2014海南高考)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小解析：选D以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI2H2O2KOHH2I2，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。溶液中含有少量的酚酞和淀粉，阳极附近的溶液会变蓝，阴极附近的溶液会变红，A、B、C正确；电解产物有KOH，溶液的pH逐渐增大，D错误。9(2015山东高考节选)利用LiOH和钴
176、氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_电极迁移(填“A”或“B”)。解析：根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H2e=H2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2。根据电流方向，电解过程中Li向B电极迁移。答案：LiOH2Cl2e
177、=Cl2B(限时：45分钟)一、选择题1下列关于电解的叙述中，正确的是()电解是把电能转变成化学能电解是把化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应ABC D解析：选D把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自发进行的氧化还原反应，可以借助电解来实现，故选D项。2 某中学学生在高三毕业典礼晚会上设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。
178、据此，下列叙述正确的是()A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生Da点是负极，b点是正极解析：选D本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl的实验的讨论。在电解时铅笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2(或2H2e=H2)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH产生，所以会出现红色字迹。3利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是()A氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOHB铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层
179、金属D外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属解析：选D电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH。铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。4用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()ACuSO4 BH2OCCuO DCuSO45H2O解析：选C用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，根据缺什么补什么的原则，知C正确。5(2016泉州模拟)为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()A正极的电极反应方程式为O22H2O
180、4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快解析：选D铁是负极，失电子被氧化成Fe2，在正极O2得电子发生还原反应生成OH，故将O2吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率；但若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈。6(2016安徽芜湖一中联考)LiOH是制备锂离子电池的材料，可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法中
181、正确的是() AB极区电解液为LiOH溶液B电极每产生22.4 L气体，电路中转移2 mol eC电解过程中Li移入B电极区、OH移入A电极区D电解池中总反应方程式为：2HCl2H2Cl2解析：选A电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。由图可知，右侧生成氢气，则B中H放电，B为阴极，在B中制备LiOH，B极区电解液为LiOH溶液，故A正确；A中为LiCl溶液，Cl放电生成Cl2，则阳极反应式为2Cl2e=Cl2，电极每产生标准状况下22.4 L气体，电路中转移2 mol e，故B错误；Li向阴极移动，即由A透过阳离子交换膜向B移动，OH向阳极移动，但是OH不能透过阳离子
182、交换膜，故C错误；电解池的阳极上是Cl失电子，阴极上是H得电子，电解的总反应方程式为：2H2O2LiClH2Cl22LiOH，故D错误。7下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：选C电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误。8 图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu
183、电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大D溶液中的SO向Cu电极定向移动解析： 选A紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH放电：4OH4e=O22H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。9假设图中原电池
184、产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变解析：选A当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B装置中消耗H，pH变大，A装置中相当于电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。10用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液n(AlCl3)n(C
185、uSO4)19。t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解)；t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是()Aa电极与电源的负极相连Bt2时刻，两电极的质量相差3.84 gC电解过程中，溶液的pH不断增大Dt2时刻后，b电极的电极反应是4OH4e=2H2OO2解析：选B根据a电极得到Cl2，即2Cl2e=Cl2，则电极a为阳极，与电源的正极相连，A错误；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl 0.02 mol，故 CuSO4为0.06 mol，t2时刻阴极b上Cu2完全析出，其电极质量增加0.06 mol64 gmol13.84 g，B正确；Cl
186、和Cu2放电时，溶液pH不变，当OH和Cu2放电时，溶液酸性增强；t2时刻后，a、b两极分别是OH和H放电，即电解水。溶液pH减小，b电极的电极反应为2H2e=H2，C、D错误。二、非选择题11如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题：(1)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。甲池中铁棒的电极反应式_。将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了生成的碘，已知反应中A气体和I2的物质的量之比为 51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。(2)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：甲池中石墨棒上的电极反应式为_。如果起始时乙池盛有200
187、mL pH5的CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液蓝色变浅，测定其pH变为1(不考虑体积变化)，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。解析：甲为原电池，乙为电解池。当溶液均为NaCl溶液时甲池发生吸氧腐蚀，乙池为电解饱和NaCl溶液，生成H2、Cl2和NaOH。氯气氧化碘可根据氧化还原反应电子守恒确定生成的酸为碘酸和盐酸。当溶液均为CuSO4溶液时，甲池中Fe为负极，石墨为正极，石墨极上发生铜离子得电子的还原反应，乙池电解后铜离子仍有剩余，故根据电解的总方程式可知加入的氧化铜的物质的量为氢离子的0.5倍，由于生成的酸性变化较大，可忽略原有酸性，直接根据电解
188、后的溶液进行计算：m(CuO)80 gmol10.8 g(或 1.24 g CuCO3)。答案：(1)Fe2e=Fe25Cl2I26H2O=10HCl2HIO3(2)Cu22e=CuCuO(或CuCO3)08(或1.24) 12.如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞，则：电解池中X极上的电极反应式是_，在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)若用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材
189、料是_，电极反应式是_。Y电极的材料是_，电极反应式是_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重_g。解析：(1)电解池中X极是阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，可以看到电极上有气泡产生，且由于H放电使X极附近溶液中OH浓度增大，使酚酞溶液变红色。Y电极上是Cl放电，电极反应式为2Cl2e=Cl2。(2)电解精炼粗铜，阳极用粗铜，阴极用纯铜。根据反应，电路中通过 2 mol 电子，阴极析出1 mol Cu，故当电路中通过0.04 mol电子时，析出0.02 mol Cu，阴极增重1.28 g。答案：(1)2H2e=H2有气泡产生，溶液变
190、红色2Cl2e=Cl2将湿润的淀粉KI试纸置于c口处，试纸变蓝(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu21.2813(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。 图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一
191、个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液。离子Cu2HClSOc/molL11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_mol。解析：(1)阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的H在阴极上放电产生H2，转移电子的物质的量 n(e)2n(H2)20.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na带一个单位的正电荷，则通过的Na为0.01 mol。(2
192、)电池工作时，正极上O2得电子发生还原反应生成O2。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解CuCl2、然后电解HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2)，然后析出H2；阳极上先是析出 0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2)，再析出O2，设阳极析出 x mol O2时两极析出气体体积相等，由题意可得：0.2x0.12x，解得x0.1。答案：(1)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在阴极发生2H2e=H2，H浓度减小，使H2OHOH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH增大(2)O24e=2O20.1(限时：4
193、5分钟)一、选择题1下列关于热化学反应的描述中正确的是()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热为 114.6 kJBH2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)反应的H571.6 kJmol1C放热反应比吸热反应容易发生D1 mol丙烷燃烧生成水和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热解析：选B中和热是指生成1 mol H2O时放出的热量，1 mol 硫酸与足量氢氧化钡溶液反应除了生成2 mol水外，还生成了硫酸钡，放热大于114.6 kJ，A错误；燃烧热是指1 mol 燃料完全燃烧生成稳定氧化
194、物所放出的热量，2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2(285.8 )571.6 kJmol1，B正确；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与反应吸热还是放热无关，如放热反应中铝热反应要高温才能进行，氢氧化钡晶体与氯化铵的反应尽管是吸热反应，但常温下搅拌就可进行，C错误；不能确定生成的是气态水还是液态水，D错误。2如图是反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)进行过程中的能量变化曲线。下列相关说法正确的是() A该反应是吸热反应B使用催化剂后反应热减小C热化学方程式为CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H510 kJmol1D曲线a表示不使用催化剂时
195、反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化解析：选D根据图像知，该反应生成物总能量低于反应物总能量，所以，该反应是放热反应，A选项错误；催化剂只改变反应所需要的能量(活化能)，不改变反应物和生成物总能量，故反应热不受催化剂影响，B选项错误；由图示知，H41951091 kJmol1，C选项错误；a曲线表示无催化剂时能量的变化，b曲线表示加入催化剂，反应需要的能量减小，但反应热没有改变，D选项正确。3根据下列热化学方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)
196、2H2O(l)H3870.3 kJmol1可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()AH244.1 kJmol1BH488.3 kJmol1CH996.6 kJmol1DH996.6 kJmol1解析：选B由盖斯定律可推知，将22即可得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，同理该方程式的反应热H2H12H2H3488.3 kJmol1。4下列叙述正确的是()A纯锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液，可使反应速率加快B甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中，其负极上发生的反应为：CH3OH6OH6e=CO25H2OC在铁上镀铜时，金
197、属铜作阴极D电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变解析：选AA项中加入少量CuSO4溶液发生反应：ZnCuSO4=ZnSO4Cu，置换出的铜和锌，以及硫酸溶液构成原电池，使反应速率加快，故A项正确；B项中甲醇作负极反应物，发生氧化反应，失去电子，正确的电极反应式为：CH3OH8OH6e=CO6H2O，故B项错误；电镀时，应该镀层金属作阳极，镀件作阴极，若在铁上镀铜，应该金属铜作阳极，故C项错误；电解精炼铜时，由于粗铜中含有Zn、Fe等杂质，使电解质溶液中Cu2浓度减小，故D项错误。5 某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和
198、b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：选Da和b不连接时，不能构成原电池，铁与Cu2发生置换反应，生成的铜附着在铁片上，A项正确；a和b用导线连接，构成原电池，溶液中的Cu2得到电子生成铜在铜片上析出，B项正确；无论a和b是否连接，都是铁片不断溶解生成Fe2，溶液中的Cu2不断得到电子生成Cu，溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，铜片作阳极，失电子生成Cu2，溶液中Cu2向阴极移动，在阴极上得电子，D项错误。6
199、下列有关电化学的示意图中正确的是()解析：选DA项，Zn应为原电池的负极，Cu为原电池的正极，错误；B项，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换，错误；C项，两电极应互换，错误；D项，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，溶液中的H在阴极获得电子而产生H2，正确。7(2016华中师大一附中期中)用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，某电极上产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法正确的是() A可以用石墨作阳极，铁作阴极B除去CN的反应式为：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2OC阴极的电极反应式为：Cl2OH2e=ClOH2OD阳极的电
200、极反应式为：2CN12OH10e=N22CO6H2O解析：选A该电解质溶液呈碱性，电解时，可以用不活泼金属或导电非金属作阳极，较不活泼金属作阴极，所以可以用石墨作阳极、铁作阴极，故A正确；阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，为二氧化碳和氮气，该溶液呈碱性，所以反应物中没有H，反应方程式为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，故B错误；电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成H2和OH，电极反应式为2H2O2e=H22OH，故C错误；阳极上Cl失电子生成氯气，氯气和OH反应生成ClO和水，所以阳极反应式为Cl2OH2e=ClOH2O，故D错误。8用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解
201、的实验装置示意图如图所示。下列说法中，正确的是() A燃料电池工作时，正极反应为O22H2O4e=4OHB此装置用于铁表面镀铜时，a为铁Ca极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出Da、b两极均是石墨时，在相同条件下，a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等解析：选C在氢氧燃料电池中，H2为负极发生氧化反应：2H24e=4H，正极为O2，发生还原反应，在酸性条件下电极反应为O24H4e=2H2O，A项错；从图中可以分析，a为电解池的阳极，b为阴极，若用于铁表面镀铜，则阳极为镀层金属，即铜，B项错；C项相当于铜的精制，正确；a、b两极均是石墨时，a极发生反应：4OH4e=2H2OO2
202、，产生的气体与电池中消耗的H2体积不相等，D项错。9某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：选D由电极反应式可知，H2通入的一极为负极，O2通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错误；b极上的电极反应式为O24e4H=2H2O，B错误；没有明确此时是否处于标准状况，故无法计算消耗H2的体积，C错误
203、。10如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是() A电源B极是正极B甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，相同时间内，生成各单质的物质的量之比为1232C欲用丙装置给铜镀银，G应该是Ag，电镀液是AgNO3 溶液D丁装置中X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带负电荷解析：选C向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极碱性增强，其电极反应为：2H2O2e=H22OH，F极为阴极，则电源B极为负极，A错；C、D、E、F电极分别生成O2、Cu、Cl2、H2，相同时间内，生成各单质的物质的量之比为1222，B
204、错；G为阳极，为镀层金属Ag，C对；X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒向Y极移动，因此胶粒带正电荷，D错。二、非选择题11由于燃料电池汽车，尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发。燃料电池的燃料选择有氢气、甲醇等。(1)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首，目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气合成为甲醇，甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285 kJmol1CH3O
205、H(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.0 kJmol1写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式：_。(2)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2。这个电池的正极发生的反应是_；负极发生的反应是_。在稀土氧化物的固体电解质中，O2的移动方向是 。甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行，而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车。主要原因是_。解析：(1)热化学方程式可得合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(l)H298.5 kJmol1。(2)该燃料电池的正极
206、是O2得电子，而负极则是甲醇失电子的反应。由于正极O2得电子生成O2，从而导致正极富余O2，而负极缺乏O2，故在固体电解质中O2从正极流向负极；燃料电池中使用的燃料不经过燃烧而直接转化为电能，能量转化率高。答案：(1)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(l)H298.5 kJmol1(2)O24e=2O2CH3OH3O26e=CO22H2O正极流向负极燃料电池的能量转化率高12第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计
207、)和氧气充分反应，生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。 (3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时
208、，Cu2O的理论产量为_g。 解析：(2)混合动力车上坡或加速时需要动力，故反应为原电池放电反应，即乙电极为正极，发生反应NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙电极周围溶液的pH增大。(3)电解池的阴极发生还原反应，即2H2O2e=H22OH。当电池中有1 mol H2被消耗时有 2 mol 电子转移，根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为 144 g。答案：(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJmol1(2)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)2H2e=H214413(2016北京海淀区期末)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物
209、质合成等方面应用广泛。(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择_(填字母)。a碳棒b锌板c铜板用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：_。(2)图2中，钢闸门C作_极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应为_，检测该电极反应产物的方法是_。(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的_极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应为_。镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：_。解析：(1)图1采用牺牲阳极的阴极保护法，
210、牺牲的金属的活泼性应强于被保护的金属，材料B可以为锌板。(2)图2为外加电流的阴极保护法，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，则D作阳极，Cl在阳极发生失电子反应生成Cl2。可以用湿润的淀粉KI试纸或淀粉碘化钾溶液来检验Cl2。(3)镁具有较强的还原性，且由图示可知Mg转化为Mg(OH)2，发生失电子的氧化反应，故E为负极。ClO具有强氧化性，且由图示可知在F电极(正极)ClO转化为Cl，发生得电子的还原反应。Mg可与水缓慢反应生成H2(与热水反应较快)，即发生自腐蚀现象。答案：(1)b锌等作原电池的负极，(失电子，Zn2e=Zn2)不断遭受腐蚀，需定期拆换(2)阴2Cl2e=Cl2将湿润的淀粉KI试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成Cl2(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝)(3)负ClO2eH2O=Cl2OHMg2H2O=Mg(OH)2H2高考资源网版权所有，侵权必究！