专题01 化学反应的热效应和电化学基础（期末真题汇编，江苏专用）高二化学上学期

专题01 化学反应的热效应和电化学基础 3大高频考点概览 考点01 热化学方程式与反应热的计算 考点02 原电池及化学电源 考点03 电解池与钢铁防腐 地 城 考点01 热化学方程式与反应热的计算 1．(24-25高二上·江苏徐州·期末)已知：  ，的燃烧热为。下列说法正确的是 A．   B．燃烧的热化学方程式为   C．燃烧生成的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能 D．燃烧热的热化学方程式为   2．(24-25高二上·江苏省连云港市灌云县第一中学·期末)根据碘与氢气反应的热化学方程式(的摩尔质量为) (i) (ii) 下列判断正确的是 A．中通入，反应放热 B．固态碘与气态碘所含的能量相差 C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定 D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低 3．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示)，下列有关说法正确的是 A．设计该循环是为了制取能源气体 B．整个循环过程中产生的同时产生44.8L C．总反应的焓变为ΔH，则 D．该制氢方法生成的比电解水生成的小 4．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)炭和水蒸气反应生成 1 mol H2和 1 mol CO，吸收 131.3kJ 热量,该反应的热化学方程式是 A．C(s) + H2O(l) → H2(g) + CO(g)－131.3kJ B．C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g)－131.3kJ C．C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g) + 131.3kJ D．C(s) + H2O(l) → H2(g) + CO(g) + 131.3kJ 5．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期末)已知：25℃、101kPa 时，1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol B．H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol D．H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol 6．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)为了达到实验目的，下列实验中的实验仪器与试剂选择均正确的 选项 实验目的 主要仪器 试剂 A 配制氯化钠溶液 容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、托盘天平 氯化钠固体、蒸馏水 B 测定中和反应反应热 大烧杯、小烧杯、量筒2个、泡沫塑料、硬纸板 盐酸、溶液 C 测定溶液的物质的量浓度 酸式滴定管、锥形瓶、铁架台(带铁夹) 已知浓度的盐酸、待测溶液 D 提纯混有杂质的溶液 烧杯、分液漏斗、胶头滴管、铁架台 待提纯的溶液、溶液 A．A B．B C．C D．D 7．(24-25高二上·江苏江阴长泾中学·期末)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是 A．A中所有碳原子的杂化方式均为sp3 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．总反应的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行 8．(24-25高二上·江苏徐州·期末)含氮化合物具有重要用途，肼可作卫星发射燃料，可合成氨基酸。 (1)①肼燃烧的能量变化如下图所示，热化学方程式为  ，该反应中能量 kJ。 ②若用代替作氧化剂，反应释放的能量更多。已知：  ；  。则的 。 (2)一种肼-空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和。其工作原理如下图所示： ①燃料电池电极A的电极反应式为 。 ②N膜为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ③用燃料电池发电与火力发电相比，其优点是 。 (3)电催化还原合成氨基酸，催化电极上的反应原理如下图所示。 已知：法拉第效率=×100%。 ①步骤Ⅲ的电极反应式为 。 ②电流强度与氨基酸的法拉第效率关系如下图所示，电流增大到一定程度后，氨基酸的法拉第效率降低的可能原因为 。 ③若生成和氨基酸的物质的量之比为1：2，则生成和氨基酸的法拉第效率之比为 。 9．(24-25高二上·江苏扬州·期末)五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。 (1)V2O5的制备。NH4VO3制备V2O5的反应为2NH4VO3V2O5＋2NH3＋H2O。反应时，若不及时分离出产生的NH3，会有少量VO2生成，其原因是 。 (2)V2O5催化氧化SO2的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH =-196 kJ·mol−1，其反应历程为： Ⅰ  V2O5(s)＋SO2 (g)2VO2(s)＋SO3 (g)  ΔH1=24 kJ·mol−1     Ⅱ  4VO2(s)＋O2(g)2V2O5(s)  ΔH2       ①反应 Ⅰ 平衡常数表达式为K= 。 ②ΔH2 = kJ·mol−1。 ③V2O5的活性温度范围是450～600℃。预热后的SO2和O2在如图所示的接触室内发生反应，经过催化剂层时，气体温度会迅速上升。热交换器可使内外气体进行能量交换，其目的是 。 ④SO2的平衡转化率与反应温度、压强的关系如图所示。在实际生产中，反应条件选择A点而不选择B点的原因是 (填字母)。 a．A点条件下，SO2的反应速率更快 b．B点条件下，对设备要求更高，能耗更大 c．A点条件下，SO2的转化率已经很高，增大压强，转化率提升不大 (3)V2O5用作活性电极。一种双隔膜电池的工作原理如图所示。V2O5电极反应式为 ；b膜是 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。 10．(24-25高二上·江苏徐州·期末)捕集并转化CO2可以有效实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ．工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制取H2和CO，主要反应为： 反应①：   过程中还发生三个副反应： 反应②：   反应③：   反应④：  △H4 将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示： (1)△H4= kJ·mol-1。 (2)500℃时，比较小，此时发生的副反应以 (选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是 。 Ⅱ．光催化CH4和CO2生成CO和H2催化反应机理如图所示： (3)上述反应机理中表现出氧化性的粒子有 。 Ⅲ．用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如右图所示： ，其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 (4)当电解电压为u1V时，阴极生成HCHO的电极反应式为 。 (5)当电解电压为u2V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，生成HCHO的法拉第效率m为 。 地 城 考点02 原电池与化学电源 1．(24-25高二上·江苏盐城五校联考·期末)CCTV报道，解放军总后勤部提出要让每个野外作业的战士都吃上热饭菜，其中一种方法是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。以下叙述正确的是 A．铁作负极，发生氧化反应 B．碳作负极，发生还原反应 C．铁作正极，发生还原反应 D．碳作正极，发生氧化反应 2．(24-25高二上·江苏南京五校联盟·期末)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 A上有气体产生 B的质量增加 二价金属A不断溶解 根据实验现象判断下列说法错误的是 A．装置甲中正极的电极反应式是：2H++2e-=H2↑ B．四种金属的活泼性强弱顺序为：C>B>A>D C．装置乙中B为负极 D．装置丙中负极电极反应式为：A-2e-=A2+ 3．(24-25高三上·江苏镇江第一中学·期末)燃料电池的能量利用率高，肼燃料电池原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电极为正极 B．将由电极区向电极区移动 C．用该电池电解饱和食盐水，当消耗时，可产生标准状况下的 D．电极的电极反应式为 4．(24-25高二上·江苏南京六校联合体·期末)碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．负极的电极反应式： B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为 5．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是 A．a极电极反应式： B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有的废水完全处理，理论上可除去的质量为 6．(24-25高二上·江苏徐州·期末)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A．图1是化学能转变为电能的装置，总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C．图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D．图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀 7．(24-25高二上·江苏盐城五校联考·期末)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、。为了保护环境，充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收，其中HAc是醋酸。下列说法不正确的是 A．“铅膏”中主要来源于该电池的正极材料 B．“酸浸”步骤中利用的原理之一是醋酸酸性大于碳酸 C．“酸浸”中的作氧化剂 D．“沉铅”后的滤液焰色反应呈黄色 阅读下列材料，完成下列小题。 从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。 8．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-890.3 kJ·mol-1.其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应物的总能量低于生成物的总能量 B．反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关 C．断开C—H键放出能量 D．该反应是吸热反应 9．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)NH3—O2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．该NH3—O2燃料电池是将化学能转化为电能的装置 B．电极a是负极 C．NH3发生还原反应 D．电极b上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 10．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)氨的下列性质中，与其成为燃料电池的理想燃料不相关的是 A．无色 B．有刺激性气味 C．易液化 D．在电池中与O2反应的产物无污染 11．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 12．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原反应，设计了如图所示的原电池装置，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，左侧烧杯中溶液变蓝。下列说法正确的是 A．该装置实现了电能向化学能的转化 B．X电极为正极 C．盐桥中的移向右侧烧杯 D．该原电池总反应为 13．(24-25高二上·江苏盐城东台·期末)为达成2060年碳中和的远景目标，一种能够捕捉CO2的电化学装置如下图所示，下列说法错误的是 A．Al电极为电池的负极 B．石墨电极反应为2CO2+2e-= C．每生成1mol草酸铝，外电路中转移3mol电子 D．在捕捉CO2过程中，不断向Al电极移动 14．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)氢气是一种理想的清洁能源。 (1)制氢。利用卤化物热化学循环制氢，原理如下图所示(部分反应物和产物已略去)。 ①加热条件下发生反应Ⅲ的化学方程式为 。 ②若反应IV中有水参加反应，理论上IV反应可生成 。 (2)储氢。镁基储氢材料等体系能与水反应释放出氢气。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图I所示，在溶液中的水解机理如图II所示。 ①Mg2NiH4与水反应放出氢气的化学反应方程式： 。 ②复合材料与水反应放出氢气的速率最快，原因可能为 。 ③表面包裹Mg(OH)2的在溶液中水解速率较快，结合机理说明其原因 。 (3)实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图III所示。电解时，先吸附到催化剂表面放电产生。 ①写出电解生成的电极反应式 。 ②从5变化到3时，的产率逐渐减小的原因可能为 。 地 城 考点03 电解质与钢铁防腐 1．(24-25高二上·江苏南京五校联盟·期末)保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与直流电源正极相连 C．轮船底部镶嵌锌块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 2．(24-25高二上·江苏苏州昆山震川高级中学·期末)化学与生产、生活和社会息息相关，下列有关说法错误的是 A．用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料 B．载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用 C．合成氨的金属反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以防腐 D．运动员剧烈运动后，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等 3．(24-25高二上·江苏苏州昆山震川高级中学·期末）下列有关化学反应原理的应用不能达到目的的是 A．为加快锌和稀反应速率：向反应体系中滴加少量溶液 B．为增大氯水中浓度：向新制氯水中加入 C．为减缓海水中钢铁水闸腐蚀：水闸与外加直流电源的正极相连 D．为除去锅炉水垢中的：用饱和溶液浸泡预处理 4．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极法的阴极保护法 B．载人飞船上的太阳能电池板直接将化学能转化为电能 C．我国发射的“北斗”组网卫星所使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料 D．“朱雀二号”遥二火箭成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷运载火箭，甲烷作助燃剂 5．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)下列电化学装置能达到目的的是 A．图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B．图乙：制取少量Fe(OH)2 C．图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D．图丁：在铁表面镀锌 6．(24-25高二上·江苏部分高中·期末)我国科学家研发出以固态氢化镧(LaHx)为氢负离子(H-)导体的新型二次电池，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是     A．放电时，电极b为正极 B．放电时，负极的电极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H- C．充电时，每转移1 mol电子，a极增重1 g D．充电时，a极与外接电源的负极相连 7．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期末)回答下列问题。 (1)如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。 根据图中电流方向，可以确定 是负极， 是阳极，电解过程中H+向 极移动(填a、b、c或d)；阴极反应为： (2)甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题： ①写出甲醇燃料电池正极的电极反应式 。 ②石墨电极(C)为 (填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为 。 ③若将乙装置中两电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中石墨电极(C)的电极反应式为 ，电池总反应式为 。 ④丙装置中 作阳极，若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 g。 8．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)电化学原理在生产生活中有着广泛的应用。 Ⅰ．金属防护 (1)城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如下图所示的装置。金属镁作为 (填“正极”或“负极”)， 写出正极的电极反应式 。 (2)可以利用溶液检验钢铁输水管表面是否产生，中σ键数目为 ，中，与的C原子形成配位键，不考虑空间结构，的结构可用示意图表示为 。 Ⅱ．利用电化学手段对废气进行脱硝、脱硫和脱碳处理可实现绿色环保、废物利用。 (3)在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]可与NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式 。尿素可采用下图装置电解获得。写出电解过程中生成尿素的电极反应式 。 (4)用电解法可将SO2转化为S的原理如下图所示，电极a表面的电极反应式为 。 (5)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为CO或有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化下图所示。 已知：；其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①在相同条件下，催化电解相同时间，阴极施加的电解电压过高或过低，生成CO的量都会减少，原因是 。 ②阴极施加的电解电压为1.0V，电解进行一段时间后共产生了0.46molCO，该过程同时产生的H2在标准状况下的体积为 。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 化学反应的热效应和电化学基础 3大高频考点概览 考点01 热化学方程式与反应热的计算 考点02 原电池及化学电源 考点03 电解池与钢铁防腐 地 城 考点01 热化学方程式与反应热的计算 1．(24-25高二上·江苏徐州·期末)已知：  ，的燃烧热为。下列说法正确的是 A．   B．燃烧的热化学方程式为   C．燃烧生成的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能 D．燃烧热的热化学方程式为   【答案】D 【详解】A．反应中H2O由液态变为气态需吸热，ΔH应大于-607.3 kJ·mol-1，A错误； B．CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，2mol CO燃烧的ΔH=-566 kJ·mol-1，B错误； C．ΔH＜0说明燃烧生成的反应中反应物的总键能低于生成物的总键能，C错误； D． ∆H=-607.3kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g)  ∆H=-283kJ/mol，根据盖斯定律，甲烷完全燃烧生成CO2和液态水的ΔH=-607.3kJ/mol + (-283kJ/mol) = -890.3 kJ·mol-1，D正确； 故选D。 2．(24-25高二上·江苏省连云港市灌云县第一中学·期末)根据碘与氢气反应的热化学方程式(的摩尔质量为) (i) (ii) 下列判断正确的是 A．中通入，反应放热 B．固态碘与气态碘所含的能量相差 C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定 D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低 【答案】D 【详解】A．与物质的量均为1mol，由于该反应为可逆反应，则放出的热量小于9.48kJ，故A错误； B．由盖斯定律知(i)-(ii)得I2(g)=I2(S) ，故1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ，故B错误； C．反应(i)、反应(ii)的产物都是HI(g)，状态相同，稳定性一样，故C错误； D．对于同一物质，固态物质的能量比气态物质能量低，故反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低，故D正确； 故选D。 3．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示)，下列有关说法正确的是 A．设计该循环是为了制取能源气体 B．整个循环过程中产生的同时产生44.8L C．总反应的焓变为ΔH，则 D．该制氢方法生成的比电解水生成的小 【答案】C 【详解】A．根据题图可知，反应为，反应Ⅱ为，反应Ⅲ为，总反应为水分解为氢气和氧气：，设计该循环是为了制取能源气体，A错误； B．整个循环过程中产生的同时产生2mol氢气，但是没有标况，不确定生成的体积，B错误； C．总反应为分解水的反应，是吸热反应，则，C正确； D．在给定条件下，化学反应的只与反应体系的始态和终态有关，故该制氢方法生成的与电解水生成的相等，D错误； 故选C。 4．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)炭和水蒸气反应生成 1 mol H2和 1 mol CO，吸收 131.3kJ 热量,该反应的热化学方程式是 A．C(s) + H2O(l) → H2(g) + CO(g)－131.3kJ B．C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g)－131.3kJ C．C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g) + 131.3kJ D．C(s) + H2O(l) → H2(g) + CO(g) + 131.3kJ 【答案】B 【详解】炭和水蒸气反应生成1 molH2和1 molCO，吸收131.3kJ热量，因此该反应的热化学方程式是C(s)+H2O(g)→H2(g)+CO(g)－131.3kJ，答案选B。 5．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期末)已知：25℃、101kPa 时，1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol B．H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol D．H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol 【答案】D 【详解】A．该反应为放热反应，ΔH<0，故A错误； B．产物水的状态为液态，故B错误； C．1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则2mol氢气即4g完全燃烧生成液态水放出571.6的热量，则该反应ΔH= -571.6kJ/mol，故C错误； D．1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气即2g完全燃烧生成液态水放出285.8的热量，则该反应ΔH= -285.8kJ/mol，热化学方程式正确，故D正确； 故选：D。 6．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)为了达到实验目的，下列实验中的实验仪器与试剂选择均正确的 选项 实验目的 主要仪器 试剂 A 配制氯化钠溶液 容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、托盘天平 氯化钠固体、蒸馏水 B 测定中和反应反应热 大烧杯、小烧杯、量筒2个、泡沫塑料、硬纸板 盐酸、溶液 C 测定溶液的物质的量浓度 酸式滴定管、锥形瓶、铁架台(带铁夹) 已知浓度的盐酸、待测溶液 D 提纯混有杂质的溶液 烧杯、分液漏斗、胶头滴管、铁架台 待提纯的溶液、溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．配制氯化钠溶液，根据实验步骤，需要的仪器主要有容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、托盘天平，试剂为氯化钠固体、蒸馏水，故A正确； B．测定中和反应反应热，仪器缺少温度计和玻璃搅拌器，故B错误； C．测定溶液的物质的量浓度，缺少碱式滴定管和指示剂，故C错误； D．提纯方法可以用：①加入过量溶液；②过滤；③向滤液中通气体；④过滤得；⑤加适量盐酸得溶液，仪器、药品均不正确，故D错误； 选A。 7．(24-25高二上·江苏江阴长泾中学·期末)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是 A．A中所有碳原子的杂化方式均为sp3 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．总反应的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行 【答案】C 【详解】 A．中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，带正电荷碳原子的杂化方式为sp2杂化，故A错误； B．由图可知，第①步反应中水合氢离子发生了氢氧键断裂和乙烯分子发生了碳碳双键的断裂，故B错误； C．由图可知，总反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和，故C正确； D．由图可知，乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，但反应条件与反应是否放热无关，故D错误； 故选C。 8．(24-25高二上·江苏徐州·期末)含氮化合物具有重要用途，肼可作卫星发射燃料，可合成氨基酸。 (1)①肼燃烧的能量变化如下图所示，热化学方程式为  ，该反应中能量 kJ。 ②若用代替作氧化剂，反应释放的能量更多。已知：  ；  。则的 。 (2)一种肼-空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和。其工作原理如下图所示： ①燃料电池电极A的电极反应式为 。 ②N膜为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ③用燃料电池发电与火力发电相比，其优点是 。 (3)电催化还原合成氨基酸，催化电极上的反应原理如下图所示。 已知：法拉第效率=×100%。 ①步骤Ⅲ的电极反应式为 。 ②电流强度与氨基酸的法拉第效率关系如下图所示，电流增大到一定程度后，氨基酸的法拉第效率降低的可能原因为 。 ③若生成和氨基酸的物质的量之比为1：2，则生成和氨基酸的法拉第效率之比为 。 【答案】(1) 2254 -1135 (2) 阳离子 能量转换效率高，废弃物排放少，运行噪音小等 (3) 随电流强度增大，更多得电子生成(得到电子生成，得电子比例增大，步骤Ⅳ得电子比例减少，法拉第效率降低。(或发生副反应，使生成氨基酸减少，法拉第效率降低) 5：14 【详解】（1）①热化学方程式为，该反应中能量2254kJ； ②已知：①；②；，则根据盖斯定律，③+2×①-②得，； （2）①肼中N从-2价升高为0价，发生氧化反应，为负极，电极反应式为； ②N膜中发生了Na+从左到右的转移，因此为阳离子交换膜； ③比与火力发电，燃料电池的优点有：燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，而且还可以做到污染物的少排放甚至零排放，运行噪音小等； （3） 根据图示，NO获得电子生成，部分与反应生成，获得电子生成；部分获得电子生成氨气； ①步骤Ⅲ的电极反应式为； ②随电流强度增大，更多得电子生成(得到电子生成，得电子比例增大，步骤Ⅳ得电子比例减少，法拉第效率降低。(或发生副反应，使生成氨基酸减少，法拉第效率降低)； ③1个NO转化为1个转移3个电子，1个生成2个转移个电子，共转移5个电子；1个NO转化为1个转移3个电子，1个生成1个转移4个电子，2个NO转化为2个转移2×（4+3）=14个电子，若生成和氨基酸的物质的量之比为1：2，则生成和氨基酸的法拉第效率之比为5：14。 9．(24-25高二上·江苏扬州·期末)五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。 (1)V2O5的制备。NH4VO3制备V2O5的反应为2NH4VO3V2O5＋2NH3＋H2O。反应时，若不及时分离出产生的NH3，会有少量VO2生成，其原因是 。 (2)V2O5催化氧化SO2的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH =-196 kJ·mol−1，其反应历程为： Ⅰ  V2O5(s)＋SO2 (g)2VO2(s)＋SO3 (g)  ΔH1=24 kJ·mol−1     Ⅱ  4VO2(s)＋O2(g)2V2O5(s)  ΔH2       ①反应 Ⅰ 平衡常数表达式为K= 。 ②ΔH2 = kJ·mol−1。 ③V2O5的活性温度范围是450～600℃。预热后的SO2和O2在如图所示的接触室内发生反应，经过催化剂层时，气体温度会迅速上升。热交换器可使内外气体进行能量交换，其目的是 。 ④SO2的平衡转化率与反应温度、压强的关系如图所示。在实际生产中，反应条件选择A点而不选择B点的原因是 (填字母)。 a．A点条件下，SO2的反应速率更快 b．B点条件下，对设备要求更高，能耗更大 c．A点条件下，SO2的转化率已经很高，增大压强，转化率提升不大 (3)V2O5用作活性电极。一种双隔膜电池的工作原理如图所示。V2O5电极反应式为 ；b膜是 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。 【答案】(1)高温下，NH3将部分V2O5还原为VO2 (2) -244 预热气体反应物SO2、O2；降低气体生成物温度；保持催化剂活性温度，提高反应速率；提高SO2转化率等 bc (3) V2O5＋2e−＋6H+ = 2VO2+＋3H2O 阳 【详解】（1）NH3具有还原性，能将部分V2O5还原为VO2； （2）①反应Ⅰ中V2O5、VO2为固体，平衡常数表达式为； ②根据盖斯定律，； ③气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2、降低体生成物气温度；V2O5的活性温度范围是450～600℃，保持催化剂活性温度，提高反应速率；提高SO2转化率等； ④a．B点与A点同温，但压强更大，浓度更小，A化学反应速率不影响转化率，a错误； b．B点压强更大，对设备要求更高，能耗更大，b正确； c．A点条件下，SO2的转化率已经很高，增大压强，转化率提升不大，c正确； 故选bc； （3）在酸性溶液中，V2O5作正极得到电子生成VO2+，正极反应式为V2O5+6H++2e-=2VO2++3H2O；Zn为负极，负极的钾离子通过阳离子交换膜进入到中间室，正极硫酸根通过阴离子交换膜进入中间室，故b膜为阳离子交换膜。 10．(24-25高二上·江苏徐州·期末)捕集并转化CO2可以有效实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ．工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制取H2和CO，主要反应为： 反应①：   过程中还发生三个副反应： 反应②：   反应③：   反应④：  △H4 将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示： (1)△H4= kJ·mol-1。 (2)500℃时，比较小，此时发生的副反应以 (选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是 。 Ⅱ．光催化CH4和CO2生成CO和H2催化反应机理如图所示： (3)上述反应机理中表现出氧化性的粒子有 。 Ⅲ．用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如右图所示： ，其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 (4)当电解电压为u1V时，阴极生成HCHO的电极反应式为 。 (5)当电解电压为u2V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，生成HCHO的法拉第效率m为 。 【答案】(1)+76.4 (2) ② 升高温度，反应以反应④为主，H2增大幅度大于CO (3)CO2、h+ (4)CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O (5)36 【详解】（1）反应①：   反应②：   反应③：   反应④：  △H4 利用盖斯定律，将反应①+③得， △H4=(+247.4-171.0) kJ·mol-1=+76.4kJ·mol-1。 （2）500℃时，反应①中，=1，发生反应②使减小，发生反应④使增大，则比较小，此时发生的副反应以②为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是：升高温度，反应以反应④为主，H2增大幅度大于CO。 （3）上述反应机理中，CO2得电子转化为CO和O2-，CH4获得h+提供的电子，生成CO和H2，则表现出氧化性的粒子有CO2、h+。 （4）当电解电压为u1V时，CO2在阴极得电子产物与电解质反应生成HCHO，则阴极生成HCHO的电极反应式为CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O。 （5）当电解电压为u2V时，CO2→HCOOH转移2e-，CO2→HCHO转移4e-，当电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5:6时，可建立等式，m=36，生成HCHO的法拉第效率m为36。 【点睛】书写电极反应式时，需注意电解质的性质。 地 城 考点02 原电池与化学电源 1．(24-25高二上·江苏盐城五校联考·期末)CCTV报道，解放军总后勤部提出要让每个野外作业的战士都吃上热饭菜，其中一种方法是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。以下叙述正确的是 A．铁作负极，发生氧化反应 B．碳作负极，发生还原反应 C．铁作正极，发生还原反应 D．碳作正极，发生氧化反应 【答案】A 【详解】利用原电池原理反应放热，由铁屑、炭粒、食盐、水、空气组成的原电池中，铁做负极，炭粒作正极，负极本身发生失电子的氧化反应，炭粒发生还原反应，答案选A。 2．(24-25高二上·江苏南京五校联盟·期末)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 A上有气体产生 B的质量增加 二价金属A不断溶解 根据实验现象判断下列说法错误的是 A．装置甲中正极的电极反应式是：2H++2e-=H2↑ B．四种金属的活泼性强弱顺序为：C>B>A>D C．装置乙中B为负极 D．装置丙中负极电极反应式为：A-2e-=A2+ 【答案】C 【分析】装置甲中A上有气体产生，氢离子在A极得电子还原为氢气，电极反应式为，A极是正极，B极是负极，说明金属活泼性。装置乙中，B的质量增加，B极反应式为：，说明B是正极，C是负极，金属活泼性。装置丙中二价金属A不断溶解于稀硫酸，说明A作负极，D为正极，则金属活泼性。据此分析作答。 【详解】A．装置甲中A上有气体产生，说明氢离子在A极得电子还原为氢气，电极反应式为：，A极是正极，B极是负极，说明活泼性，A正确； B．根据上述分析，可知四种金属的活泼性强弱顺序为：，B正确； C．装置乙中，B的质量增加，则B极反应式为：，说明B是正极，C错误； D．装置丙中二价金属不断溶解于稀硫酸，说明作负极，失去电子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 3．(24-25高三上·江苏镇江第一中学·期末)燃料电池的能量利用率高，肼燃料电池原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电极为正极 B．将由电极区向电极区移动 C．用该电池电解饱和食盐水，当消耗时，可产生标准状况下的 D．电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，通入氧气的一极为燃料电池的正极，通入肼的一极为燃料电池的负极，据此回答； 【详解】A．通入燃料的电极是负极，通入的电极是正极，A正确； B．电解质溶液中阳离子移向正极，B正确； C．当消耗1mol时，转移4mol电子，可产生2mol，在标准状况下的体积为44.8L，C错误； D．碱性环境下电极的电极反应式为，D正确； 故选C。 4．(24-25高二上·江苏南京六校联合体·期末)碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．负极的电极反应式： B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为 【答案】D 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【详解】A．由以上分析可知负极的电极反应式：，故A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，则通过隔膜向负极移动，故B正确； C．环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，故C正确； D．由上述电极反应可知每生成1molMnOOH，转移1mol电子，转移电子数目为，故D错误； 故选：D。 5．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是 A．a极电极反应式： B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有的废水完全处理，理论上可除去的质量为 【答案】D 【分析】由图可知，a电极在碱性条件下失去电子生成氮气，电极反应为，a为负极，则b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，以此解题。 【详解】A．由分析可知，a极电极反应式：，A错误； B．由分析可知，b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则消耗氢离子，pH增大，B错误； C．由A分析可知，a电极附近负电荷减少，则阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，由B分析可知，b电极附近正电荷减少，则阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，C错误； D．的物质的量为1mol，根据选项A分析可知，消耗1mol CN-时转移5mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5mol，其质量为，D正确； 故选D。 6．(24-25高二上·江苏徐州·期末)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A．图1是化学能转变为电能的装置，总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C．图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D．图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀 【答案】D 【详解】A．由图可知，该装置为化学能转变为电能的装置，金属性强于铜的铁电极为原电池的负极，电池的总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误； B．氢氧化钠溶液不能传递电子，电子由a电极经用电器流向b电极，故B错误； C．电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，因此待镀铁件作阴极，铜作阳极，故C错误； D．由外加直流电源的阴极保护法可知，钢管桩与电源的负极相连做电解池的阴极，以防止被海水腐蚀，故D正确； 故选D。 7．(24-25高二上·江苏盐城五校联考·期末)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、。为了保护环境，充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收，其中HAc是醋酸。下列说法不正确的是 A．“铅膏”中主要来源于该电池的正极材料 B．“酸浸”步骤中利用的原理之一是醋酸酸性大于碳酸 C．“酸浸”中的作氧化剂 D．“沉铅”后的滤液焰色反应呈黄色 【答案】C 【分析】从主要含、废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源。通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理，将PbSO4转化为PbCO3，便于后面的酸浸。在“酸浸”时将还原，最终铅元素全部转化为可溶性的Pb(Ac)2，“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2，最后Pb(OH)2加热得到PbO。 【详解】A．铅蓄电池中铅做负极，二氧化铅做正极，“铅膏”中主要来源于该电池的正极材料，A正确； B．“酸浸”步骤中，其中的反应之一是，反应原理是强酸制弱酸，B正确； C．“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2，此过程中，Pb元素的化合价降低， PbO2做氧化剂，H2O2做还原剂，C错误； D．“沉铅”后的滤液含有Na+，滤液焰色反应呈黄色，D正确； 故选C。 阅读下列材料，完成下列小题。 从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。 8．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-890.3 kJ·mol-1.其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应物的总能量低于生成物的总能量 B．反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关 C．断开C—H键放出能量 D．该反应是吸热反应 9．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)NH3—O2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．该NH3—O2燃料电池是将化学能转化为电能的装置 B．电极a是负极 C．NH3发生还原反应 D．电极b上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 10．(24-25高二上·江苏淮安涟水县第一中学·期末)氨的下列性质中，与其成为燃料电池的理想燃料不相关的是 A．无色 B．有刺激性气味 C．易液化 D．在电池中与O2反应的产物无污染 【答案】8．B 9．C 10．A 【解析】8．A．由图可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误； B．断键要吸热，成键要放热，反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关，B正确； C．断开C—H键吸收能量，C错误； D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应是放热反应，D错误； 答案选B； 9．A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A正确； B．电极a发生NH3转化为N2的反应，化合价升高被氧化，电极a为负极，B正确； C．电极a发生NH3转化为N2的反应，化合价升高被氧化，NH3发生氧化反应，C错误； D．电极b为正极，发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确； 答案选C； 10．A．氨气是无色，与作为燃料电池无关，A符合题意； B．氨气有刺激性气味，可以检测氨气是否泄露，B不符合题意； C．氨气易液化，可以方便储存运输，C不符合题意； D．在电池中与O2反应的产物无污染，可以作为理想的燃料电池燃料，D不符合题意； 答案选A。 11．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 【答案】B 【详解】A．放电时，负极反应式为，正极反应式为，正、负极都生成，质量均增大，该选项正确； B．放电时的总反应为，消耗硫酸，溶液中氢离子浓度减小，pH增大，该选项错误； C．充电时，Pb是放电时的负极，充电时作阴极，与电源负极相连，该选项正确； D．充电时转化为Pb和，Pb元素化合价从 + 2价变为0价和 + 4价，每消耗2mol，转移2mol电子，转移电子数为，该选项正确； 综上所述，正确答案是B。 12．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)为探究AgNO3与KI溶液能否发生氧化还原反应，设计了如图所示的原电池装置，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，左侧烧杯中溶液变蓝。下列说法正确的是 A．该装置实现了电能向化学能的转化 B．X电极为正极 C．盐桥中的移向右侧烧杯 D．该原电池总反应为 【答案】D 【分析】根据题目信息和装置可知，该装置为原电池，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极是正极，生成的银白色物质为银单质，X电极是负极。Y电极的电极反应式是，X电极的电极反应式为。 【详解】A．该装置是原电池，化学能转化为电能，A错误； B．根据分析，X电极为负极，B错误； C．原电池中，阴离子移向负极，盐桥中的移向左侧烧杯，C错误； D．根据分析，结合两极反应式，该原电池总反应为，D正确； 故选D。 13．(24-25高二上·江苏盐城东台·期末)为达成2060年碳中和的远景目标，一种能够捕捉CO2的电化学装置如下图所示，下列说法错误的是 A．Al电极为电池的负极 B．石墨电极反应为2CO2+2e-= C．每生成1mol草酸铝，外电路中转移3mol电子 D．在捕捉CO2过程中，不断向Al电极移动 【答案】C 【分析】根据装置示意图可知该装置为原电池，铝作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，多孔石墨作正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为2CO2+2e-=，据此回答。 【详解】A．由分析知，铝作负极，发生失电子的氧化反应，A正确； B．由分析知，多孔石墨作正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应式为2CO2+2e-=，B正确； C．每生成1mol的草酸铝，则有2molAl失电子，共转移6mol电子，C错误； D．在原电池装置中，阴离子向着负极移动，故在捕捉CO2过程中，不断向Al电极移动，D正确； 故选C。 14．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)氢气是一种理想的清洁能源。 (1)制氢。利用卤化物热化学循环制氢，原理如下图所示(部分反应物和产物已略去)。 ①加热条件下发生反应Ⅲ的化学方程式为 。 ②若反应IV中有水参加反应，理论上IV反应可生成 。 (2)储氢。镁基储氢材料等体系能与水反应释放出氢气。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图I所示，在溶液中的水解机理如图II所示。 ①Mg2NiH4与水反应放出氢气的化学反应方程式： 。 ②复合材料与水反应放出氢气的速率最快，原因可能为 。 ③表面包裹Mg(OH)2的在溶液中水解速率较快，结合机理说明其原因 。 (3)实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图III所示。电解时，先吸附到催化剂表面放电产生。 ①写出电解生成的电极反应式 。 ②从5变化到3时，的产率逐渐减小的原因可能为 。 【答案】(1) 1 (2) 和都能和水反应生成氢气，同时和水反应生成和Ni构成了原电池，两者作用使反应放出氢气速率最快 水解生成和，将表面覆盖的除去，使能和接触而直接反应 (3) 溶液中浓度增大，更多的得到电子生成得到电子产生的量减少，的产率逐渐减小 【详解】（1）①加热条件下反应Ⅲ中Fe3O4和HBr反应生成Br2、H2O和FeBr2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：； ②反应Ⅳ中FeBr2和H2O反应生成Fe3O4、HBr、H2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：3FeBr2+4H2O=Fe3O4+H2↑+6HBr，有4mol水参加反应，理论上该反应可生成1 molH2； （2）①Mg2NiH4与水反应放出氢气的化学反应方程式为； ②复合材料与水反应放出氢气的速率最快，原因可能为：和都能和水反应生成氢气，同时和水反应生成，Mg和构成了原电池，两者作用使反应放出氢气速率最快； ③在溶液中水解速率较快，原因为：水解生成和H+，H+将表面覆盖的除去，使能和接触而直接反应； （3）①电解时，先吸附到催化剂表面放电产生，氮元素化合价降低，得电子发生还原反应，电极反应式为； ②pH从5变化到3时，酸性增强，溶液中H+浓度增大，H+得电子生成氢气，造成硝酸根离子得电子产生铵根离子的量减少，则的产率逐渐减小的原因可能为：溶液中浓度增大，更多的得到电子生成，得到电子产生的量减少，的产率逐渐减小。 地 城 考点03 电解质与钢铁防腐 1．(24-25高二上·江苏南京五校联盟·期末)保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与直流电源正极相连 C．轮船底部镶嵌锌块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 【答案】B 【详解】A．铁栅栏上涂上油漆可以防止铁与碳形成原电池，有利于减缓铁栅栏的腐蚀，保护方法正确，故A不符合题意； B．与直流电源正极相连的铁闸做电解池的阳极，会加快铁闸的腐蚀，保护方法不正确，故B符合题意； C．轮船底部焊接锌块，铁锌在溶液中形成原电池，锌做原电池的负极被损耗，铁做正极被保护，保护方法正确，故C不符合题意； D．家用铁锅水洗后及时擦干可以防止铁与碳形成原电池，有利于减缓铁锅的腐蚀，保护方法正确，故D不符合题意； 故选：B。 2．(24-25高二上·江苏苏州昆山震川高级中学·期末)化学与生产、生活和社会息息相关，下列有关说法错误的是 A．用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料 B．载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用 C．合成氨的金属反应塔与外加电源的正极相连，并维持一定的电压可以防腐 D．运动员剧烈运动后，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等 【答案】C 【详解】A．碳化硅陶瓷材料具备耐高温的特点，是一种新型无机非金属材料，故A正确； B．载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能供飞船使用，故B正确； C．与外加电源的正极相连，则反应塔做了阳极，会失电子被腐蚀，起不到保护作用，故C错误； D．运动员剧烈运动后，会大量出汗，补充的运动饮料中含有糖类和一定浓度的NaCl、KCl等，可以补充能量和电解质，故D正确； 故选：C。 3．(24-25高二上·江苏苏州昆山震川高级中学·期末）下列有关化学反应原理的应用不能达到目的的是 A．为加快锌和稀反应速率：向反应体系中滴加少量溶液 B．为增大氯水中浓度：向新制氯水中加入 C．为减缓海水中钢铁水闸腐蚀：水闸与外加直流电源的正极相连 D．为除去锅炉水垢中的：用饱和溶液浸泡预处理 【答案】C 【详解】A．滴加少量溶液后，锌与反应生成硫酸锌与铜单质，铜、锌、稀许多微小形成原电池，加快锌和稀反应速率，A正确； B．新制氯水中存在平衡，加入与反应，使平衡正移，浓度增大，B正确； C．钢铁水闸与外加直流电源的负极相连，作电解池的阴极，阴极发生得电子还原反应，可以减缓海水中钢铁水闸的腐蚀速率，若水闸与外加直流电源的正极相连，发生失电子氧化反应速率加快，C错误； D．锅炉水垢中的为微溶物，为难溶物，在水溶液中存在溶解平衡，用饱和溶液浸泡，能转化为，能用酸除去，D正确； 答案选C。 4．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极法的阴极保护法 B．载人飞船上的太阳能电池板直接将化学能转化为电能 C．我国发射的“北斗”组网卫星所使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料 D．“朱雀二号”遥二火箭成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷运载火箭，甲烷作助燃剂 【答案】C 【详解】A．铁制品表面镀上铜保护层，利用铜的不活泼性，不是利用牺牲阳极法，A错误； B．载人飞船上的太阳能电池板能实现将光能直接转化为电能，B错误； C．碳纤维的主要成分是碳单质，具有质量轻、硬度大、强度大等特点，是一种新型无机非金属材料，C正确； D．“朱雀二号”遥二成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷运载火箭，甲烷作燃料，D错误； 故选C。 5．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)下列电化学装置能达到目的的是 A．图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B．图乙：制取少量Fe(OH)2 C．图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D．图丁：在铁表面镀锌 【答案】A 【详解】A．三价铁离子的氧化性大于铜离子，所以该反应为自发的氧化还原反应，图甲有活性不同的两个电极，形成了闭合回路，可构成原电池，A正确； B．铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应，不能失电子生成亚铁离子，B错误； C．析氢腐蚀的条件应该是酸性环境，氯化钠溶液显中性，C错误； D．在铁表面镀锌，电解质溶液应该为含锌离子的溶液，D错误； 故选A。 6．(24-25高二上·江苏部分高中·期末)我国科学家研发出以固态氢化镧(LaHx)为氢负离子(H-)导体的新型二次电池，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是     A．放电时，电极b为正极 B．放电时，负极的电极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H- C．充电时，每转移1 mol电子，a极增重1 g D．充电时，a极与外接电源的负极相连 【答案】C 【分析】该装置为化学电源，根据放电时，H-由a极移向b极，依据原电池工作原理，阴离子向负极移动，即电极b为负极，负极反应式为2H--2e-=H2↑，电极a正极，正极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H-，据此分析； 【详解】A．原电池中，阴离子移向负极，由图可知，H-移向b极，故b极为负极，A错误； B．b为负极，负极反应式为2H--2e-=H2↑，B错误； C．每转移1mol电子，a极增加1molH，则a极增重1mol×1g/mol=1g，C正确； D．充电时，a极与外接电源的正极相连，D错误； 故选C。 7．(24-25高二上·江苏连云港灌云县第一中学·期末)回答下列问题。 (1)如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。 根据图中电流方向，可以确定 是负极， 是阳极，电解过程中H+向 极移动(填a、b、c或d)；阴极反应为： (2)甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题： ①写出甲醇燃料电池正极的电极反应式 。 ②石墨电极(C)为 (填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为 。 ③若将乙装置中两电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中石墨电极(C)的电极反应式为 ，电池总反应式为 。 ④丙装置中 作阳极，若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 g。 【答案】(1) b c d 2H++2e-=H2↑ (2) O2+4e-+2H2O=4OH- 阳极 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 粗铜 6.4 【详解】（1）电流从电源正极流出，则a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极；电解过程中阳离子向阴极d移动；阴极反应为：2H++2e-=H2↑； （2）①甲醇燃料电池正极氧气得电子，电极方程式为：O2+4e-+2H2O=4OH-； ②由装置可知，Fe与负极相连作阴极，则C为阳极，该电极上氯离子放电生成氯气，电极反应为：； ③若将乙装置中两电极位置互换，其他装置不变，则石墨电极作阴极，阴极水中氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；此时阳极为Fe，Fe为活性电极，Fe失电子生成Fe2+，电池总反应式为； ④丙装置为电解精练铜，粗铜与正极相连作阳极，阴极发生反应：；若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，则消耗氧气0.05mol，结合电极反应可知转移电子0.2mol，生成0.1molCu，质量为6.4g。 8．(24-25高二上·江苏无锡第一中学·期末)电化学原理在生产生活中有着广泛的应用。 Ⅰ．金属防护 (1)城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如下图所示的装置。金属镁作为 (填“正极”或“负极”)， 写出正极的电极反应式 。 (2)可以利用溶液检验钢铁输水管表面是否产生，中σ键数目为 ，中，与的C原子形成配位键，不考虑空间结构，的结构可用示意图表示为 。 Ⅱ．利用电化学手段对废气进行脱硝、脱硫和脱碳处理可实现绿色环保、废物利用。 (3)在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]可与NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式 。尿素可采用下图装置电解获得。写出电解过程中生成尿素的电极反应式 。 (4)用电解法可将SO2转化为S的原理如下图所示，电极a表面的电极反应式为 。 (5)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为CO或有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化下图所示。 已知：；其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①在相同条件下，催化电解相同时间，阴极施加的电解电压过高或过低，生成CO的量都会减少，原因是 。 ②阴极施加的电解电压为1.0V，电解进行一段时间后共产生了0.46molCO，该过程同时产生的H2在标准状况下的体积为 。 【答案】(1) 负极 (2) 12NA (3) (4) (5) 电压过高，阴极生成等副产物的比例增大；电压过低，电解过程中通过的总电量少，生成的CO少 0.896L 【详解】（1）镁比铁活泼，镁铁形成原电池，镁失去电子发生氧化反应为负极，正极铁被保护，正极上氧气得到电子被还原，反应为：； （2） 单键均为σ键，叁键含有1个σ键2个π键，配位键也是σ键，则中含有12molσ键，数目为12NA；中与的C原子形成配位键，则中存在6个与的配位键，其结构可用示意图表示为； （3）由题意，尿素[CO(NH2)2]可与NO2反应生成N2和H2O，尿素中氮化合价由-3变为0、二氧化氮中氮化合价由+4变为0，结合电子守恒、质量守恒，反应为：；由图，电解过程中在酸性条件下，硝酸根离子得到电子发生还原反应生成尿素，反应为：； （4）用电解法可将SO2转化为S，结合图，则a极上二氧化硫得到电子发生还原反应生成硫单质，反应为：； （5）①结合图，电压过高，阴极生成氢气、甲烷等副产物的比例增大；电压过低，电解过程中通过的总电量少，生成的CO少，导致在相同条件下，催化电解相同时间，阴极施加的电解电压过高或过低，生成CO的量都会减少； ②结合图，阴极施加的电解电压为1.0V，电极反应为、，电解进行一段时间后共产生了0.46molCO，结合图像，生成氢气，该过程同时产生的H2在标准状况下的体积为0.04mol×22.4L/mol=0.896L。 试卷第1页，共3页 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