题型05-06 新型化学电源 电化学知识综合应用（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二化学上学期

题型05 新型化学电源 1．（2024-2025高二上·吉林珲春·期末）二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图（a、b均为多孔性Pt电极）。该电池工作时，下列说法正确的是 A．a电极为该电池正极 B．在 b 电极上得电子，被氧化 C．电池工作时，a电极反应式： D．电池工作时，燃料电池内部从a电极移向b电极 【答案】D 【分析】氧气得电子，化合价降低，故b电极是正极，由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，据此回答。 【解析】A．通燃料的一极失电子，为负极，即a为负极，故A错误； B．O2在b电极上得电子，被还原，故B错误； C．在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，故C错误； D．原电池工作时，电解质溶液中的H+向正极移动，即从a极向b电极移动，故D正确； 故答案为C。 2．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池(简易装置如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨(以形式存在)，工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 A．电极电势：电极b>电极a B．“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a，移向电极b C．电极a的电极反应式： D．电解后，Ⅱ室中KOH的物质的量减小 【答案】D 【分析】催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H+移向阴极，而OH-移向阳极，阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-，阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O，电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-，而“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨，单位时间内电子转移增大，可以提高氨生成速率，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，b为阳极，a为阴极，则电极电势：电极b＞电极a，A正确； B．电解池中，双极膜界面产生的移向阴极a，移向阳极b，B正确； C．由分析可知，电极a为阴极，其上发生得电子的还原反应，电极反应式为，C正确； D．电极b的电极反应式为，由电极反应式和电子守恒可知，每生成1mol，电路中转移8mol电子，双极膜处有8mol的解离，产生的8mol移向电极b所在的Ⅱ室，而电极b恰好消耗8mol，故Ⅱ室中KOH的物质的量不变，D错误； 故选D。 3．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在储能领域有较好应用。我国最新水系(碱性)双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 A．放电时，电解质溶液中的Na+由b极区向a极区转移 B．放电时，若a极得到3.2gCu和，则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol C．为消除第一次放电的不可逆，可将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O后再充电 D．第1次放电时，a极的电极反应式为 【答案】B 【分析】放电时为原电池，由图可知a极上的反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，即a极为正极，则b极为负极，充电时a极为阳极、b极为阴极，据此分析解题。 【解析】A．放电时为原电池，Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，b极为负极，a极为正极，电解质溶液中的钠离子向正极移动，即钠离子由b极区向a极区转移，A正确； B．放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，若a极得到3.2gCu和2.88gCu2O，Cu3(PO4)2→Cu2O时移的电子的物质的量为=0.04mol，由Cu3(PO4)2→Cu时移的电子的物质的量为=0.1mol，即共转移0.1mol+0.04mol=0.14mol，但是由于a极还有水放电，所以电路中转移的电子的物质的量大于0.14 mol，B错误； C．若将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O，再充时Cu2O可单向转化生成Cu3(PO4)2，C正确； D．放电时，a极的电极反应涉及Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，Cu元素化合价降低，发生还原反应，第1次放电时，a极的电极反应式为 ，D正确； 故答案为：B。 4．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和，闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法正确的是 A．蓄电时，碳锰电极为阴极 B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为 C．放电时，每消耗，理论上有由双极膜向碳锰电极迁移 D．理论上，该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液 【答案】B 【分析】这是一个结合可再生能源的电化学装置，其原理如下： 蓄电状态（电解池），闭合和、打开时： 碳锰电极：连接风力电源，在电极上失去电子转化为，锰元素化合价升高，发生氧化反应，所以碳锰电极为阳极，电极反应式为。 锌电极：连接光伏电源，ZnO在电极上得到电子转化为Zn，锌元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为。 放电状态（原电池），打开和，闭合时： 碳锰电极：得到电子，发生还原反应，为正极，电极反应式为，此时双极膜中间层解离出的会向该电极迁移。 锌电极：Zn失去电子，发生氧化反应，为负极，电极反应式，双极膜中间层解离出的会向该电极迁移 。 这种装置可有效适应可再生能源的波动性和间歇性，实现能量的储存和释放。 【解析】A．蓄电时是电解池，闭合和、打开，碳锰电极上转化为，锰元素化合价升高，发生氧化反应，所以碳锰电极为阳极，A错误； B．蓄电时右池右侧电极为阳极，电解质溶液为KOH溶液，在阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为，B正确； C．放电时是原电池，碳锰电极为正极，电极反应式为，每消耗1mol，转移2mol电子，由于放电时双极膜中间层的解离为和，向碳锰电极迁移，而不是，C错误； D．从整个充放电过程来看，硫酸和氢氧化钾并没有被消耗，只是离子在电极上发生反应以及离子在溶液中迁移，理论上不需要不断补充和溶液，D错误； 综上所述，正确答案是B。 5．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图(已知电解质溶液是Na2SO3溶液，化合物中Ni均为+2价)。下列说法错误的是 A．电池工作时Na+从N极区移动到M极区 B．电池工作时，M极的电极反应为： C．充电时M极接电源正极 D．该电池负极可用钠单质作电极材料 【答案】D 【分析】分析Ti、Fe元素化合价易得出，Ti化合价降低，得电子，故M极区化合价降低为正极，其电极反应为：NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3，N极区Fe化合价升高为负极，其电极反应为：Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+； 【解析】A．根据分析中电极方程式，M极消耗Na+，N极生成Na+，故电池工作时Na+向正极移动，A正确； B．由分析，电池工作时，M为正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3，B正确； C．充电电池充电时正接正、负接负，即充电时M极接电源正极，C正确； D．因电解质溶液中有水，若用钠单质为电极材料，钠会与水反应，故D错误； 本题选D。 6．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作过程中，电子由b极经导线流向a极 B．升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C．每处理1mol ，理论上可生成CO2(标准状况下)33.6L D．a极的电极反应式为： 【答案】C 【分析】由图可知，在b极被还原生成Cr3+，CH3COOH在a极被氧化生成CO2，则a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：，据此回答。 【解析】A．电池工作过程中，电子由负极流向正极，故由a极经导线流向b极，A错误； B．该电池为微生物电池，高温条件会杀死微生物，因此不能在高温下工作，B错误； C．处理1mol 时转移6mol ，据得失电子守恒可知，负极上生成=1.5mol CO2，在标准状况下的体积为1.5mol×22.4L·mol-1=33.6L，C正确； D．a极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，D错误； 故选C。 7．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B．工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 C．电池工作时每消耗标准状况下，a极质量减少 D．该电池中的有机电解液可选用乙醇 【答案】B 【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为钠离子，为原电池的负极，则a电极反应式为Na-e-=Na+，b为正极，b电极反应式为，原电池工作时，阳离子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，以NaHCO3晶体析出，据此分析解题。 【解析】A．电子不会进入电解质溶液中，即电子不会在钠超离子导体中移动，而是通过用电器经a极移动到b极，故A错误； B．b为正极，发生还原反应，电极b上的电极反应为，同时a电极生成的Na+经钠超离子导体移动到b电极，当电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，b极区可能发生反应，即工作一段时间b极附近可能有白色固体析出，故B正确； C．每消耗标准状况下，即消耗0.1molCO2，由电极反应可知，转移0.1mol电子，则消耗金属钠0.1mol，a极质量减小2.3g，故C错误； D．钠和乙醇能发生置换反应，该电池中的有机电解液不可选用乙醇，故D错误； 故选B。 8．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）以铅蓄电池(Pb-PbO2-H2SO4)为电源可将CO2转化为乙醇，其原理如图所示(电解所用电极材料均为惰性电极)。下列说法错误的是 A．a为铅蓄电池的正极 B．铅蓄电池正极的电极反应式为 C．电解池阴极上的电极反应式为 D．每生成1.25molC2H5OH，理论上铅蓄电池中需消耗15molH2SO4 【答案】A 【分析】由图，二氧化碳生成乙醇，碳化合价降低，则CO2得电子生成CH3CH2OH，发生还原反应，电解池中左侧电极为阴极，则a为负极，b为正极，电解池中右侧电极为阳极； 【解析】A．由分析，a为负极，A错误； B．铅蓄电池正极上氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为，B正确； C．电解池阴极上二氧化碳在酸性条件下得电子发生还原反应产生乙醇，电极反应式为，C正确；   D．根据B项、C项电极反应式可知，1C2H5OH∼12e-，铅蓄电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O∼2e-，则每生成1.25molC2H5OH，转移1.25mol×12=15mol电子，理论上铅蓄电池中需消耗(12×1.25)mol=15molH2SO4，D正确； 故选A。 9．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）下面是科学家最近研发的可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许通过，电池反应为：。 下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为： B．充电时，电极发生脱嵌，放电时发生嵌入 C．放电时，当转移0.2mol电子时，理论上左室中电解质的质量增重4.0g D．电解质可用水作溶剂，更有利于传递离子 【答案】B 【分析】根据电池反应可知，放电时：Ca为负极，反应为：Ca－2e－ = Ca2+，正极反应为：，据此作答。 【解析】A．根据方程式分析，放电时，Ca为负极，则负极反应为：Ca－2e－ = Ca2+，故A错误； B．充电时，LiFePO4 变为Li1－xFePO4和x Li＋，则Li1－xFePO/LiFePO4电极发生Li+脱嵌，放电时发生Li+嵌入，故B正确； C．放电时，当转移0.2 mol电子时，有0.1mol钙单质变为钙离子进入到电解质中，有0.2mol Li＋向右移动，则理论上左室中电解质的质量增重0.1mol×40g∙mol−1−0.2mol×7g∙mol−1=2.6 g，故C错误； D．钙是活泼金属，与水反应，不可能是水溶液，因此LiPF6－LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子，故D错误； 故答案选B。 10．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的电极产物为和。下列说法错误的是 A．M电极材料为Zn，N电极材料为 B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 C．N电极的反应式为 D．若电路中通过2mol，则有4mol由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液 【答案】D 【分析】由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，负极反应式为：Zn+4OH--2e-=，N电极材料为MnO2，为正极，正极反应式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，中间层H2O电离出的H+通过b膜移向正极N极区，OH-通过a膜移向负极M极区，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，负极反应式为Zn+4OH−−2e−=，M极为Zn电极，为负极；正极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O，N极为MnO2，为正极，A正确； B．负极反应式为Zn+4OH−−2e−=，每转移2mol e−，而消耗4mol OH−，NaOH溶液的pH变小，B正确； C．N电极为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O，C正确； D．若电路中通过2mol e−，应有2mol H+由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液，D错误； 故选D。 11．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．金属锂电极电势低于光催化电极 B．放电时，外电路有电子通过，生成 C．充电时，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移 D．该蓄电池可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能 【答案】B 【分析】放电时，Li失电子生成Li+，Li是负极，氧气得电子生成Li2O2，光催化电极为正极；充电式，锂为阴极、光催化电极为阳极。 【解析】A．放电时，Li是负极、光催化电极是正极，金属锂电极电势低于光催化电极，故A正确； B．放电时，正极反应为O2+2e-+2Li+=Li2O2，外电路有电子通过，生成0.5mol Li2O2，生成Li2O2的质量为23g，故B错误； C．充电时，锂为阴极、光催化电极为阳极，阳离子向阴极移动，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移，故C正确； D．该蓄电池充电时，光能→电能→化学能；放电时，化学能→电能；所以可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能，故D正确； 选B。 12．（2024-2025高二上·辽宁五校·期末）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．每生成5.6g，左右两侧溶液质量变化差14.4g C．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 D．电解池中阴极的电极反应式为： 【答案】B 【分析】图1微生物燃料电池中微生物作用下葡萄糖氧化生成二氧化碳，发生氧化反应，为负极，氧气得电子，发生还原反应，为正极。图2模拟电化学降解生成氮气，硝酸根离子得到电子发生还原反应：，则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极，阳极反应为； 【解析】A．电池工作时电流从正极经过外电路流向负极、从负极经过电解质溶液流向正极，即电流由B极经电解质溶液流向A极，A错误； B．每生成5.6g，即5.6g÷28g/mol=0.2molN2，结合反应，转移2mol电子，有2mol氢离子通过质子交换膜从左边到右边，右边减小5.6g-2g=3.6g，左边阳极发生反应为，左边减少1mol水，质量为18g，左右两侧溶液质量变化差18g-3.6g=14.4g，B正确； C．电解时阴极区发生反应为，每转移10mol电子时，阴极消耗12mol氢离子，而左侧只有10mol氢离子移向右侧，因此阴极区氢离子浓度减少，pH升高，C错误； D．电解池中阴极的电极反应式为：，D错误； 故选B 。 13．（2024-2025高二上·辽宁多校·期末）中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(2Li2S·CuI)，能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示，反应的化学方程式为。下列说法错误的是 A．放电时，a极为负极 B．放电时，b极上的电极反应式： C．充电时，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极 D．充电时，每转移3 mol电子，a极增重21g 【答案】B 【分析】A极是活泼金属Li，作原电池的负极，b为正极，放电时a极发生Li-e-=Li+，正极发生3Li++S+CuS+LiI+3e-=2Li2S·CuI； 【解析】A．由分析可知，a电极是Li，活泼金属失去电子发生氧化反应，放电时，为负极，A正确； B．放电时，b极上的电极反应式：3Li++S+CuS+LiI+3e-=2Li2S·CuI，B错误； C．充电时，原电池的负极接外加电源的负极，b极接外加电源的正极，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极，C正确； D．充电时，a极发生Li++e-=Li，每转移3 mol电子，a极增重3molLi，质量为21g，D正确； 答案选B。 14．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，其充电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时，电极a与电源的正极相连，发生还原反应 B．放电时总反应为 C．充电一段时间后，右侧电解液的pH降低 D．放电时，电路中转移1mole-，则有1molH+由右侧移向左侧 【答案】C 【分析】充电时，V3+发生还原反应，即a电极上V3+发生得电子的还原反应生成V2+，则a电极为阴极，b电极为阳极，阴极电极反应为V3++e-=V2+，阳极极电极反应为VO2+-e-+H2O= +2H+，充电时原电池的正负极与电源正负极相接，则放电时，b电极为正极，正极反应为+2H++e-=VO2++H2O，a电极为负极，负极反应为V2+-e-=V3+，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，充电时，电极a为阴极，应该与电源的负极相连，发生还原反应，A错误； B．由分析可知，放电时b电极为正极，正极反应为+2H++e-=VO2++H2O，a电极为负极，负极反应为V2+-e-=V3+，故总反应为，B错误； C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应为VO2+-e-+H2O= +2H+，故充电一段时间后，右侧电解液的pH降低，C正确； D．由分析可知，放电时，a电极为负极，b电极为正极，故电路中转移1mole-，则有1molH+由左侧移向右侧，D错误； 故答案为：C。 15．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 【答案】B 【解析】A．由题意得，该电池工作时的总反应可能为，则Zn为负极，在电池工作中不断被消耗，质量减少，A项正确； B．正极反应式可能为，则在反应中得电子，被还原，B项错误； C．电池工作中通过电解质膜向负极进行迁移而导电，C项正确； D．该装置为原电池，则可将化学能转化为电能，D项正确； 综上所述，说法错误的是B项。 16．（2024-2025高二上·辽宁协作体·期末）用酸性氢氧燃料电池电解氯化钠溶液的装置如图所示(各电极均为惰性电极)。 回答下列问题： (1)属于 (填“一”“二”或“三”)元酸。 (2)装置工作时。 ①N电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应， (填“得到”或“失去”)电子。 ②Q电极上的电极反应式为 。 ③往 (填“P”或“Q”)电极迁移，判断的理由为 。 ④每消耗0.2mol，此时消耗，和产生的质量共 g。 (3)若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，NaOH溶液代替磷酸溶液作电解质溶液，则M电极上发生的电极反应为 。 【答案】(1)三 (2) 还原 得到 Q Q电极与原电池的负极相连，电解池中阳离子往阴极迁移 29.2 (3) 【分析】左侧是氢氧燃料电池，通入氢气的一侧为负极，通入氧气得一侧为正极，右侧为电解池，P与原电池正极连接为阳极，Q为阴极。 【解析】（1）与足量溶液反应生成，磷酸是中强酸，属于三元酸； （2）①N为正极，正极发生得电子的还原反应； ②Q为阴极，溶液中水得到电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e−=H2↑+2OH−； ③电解池中阳离子向阴极移动，故钠离子向Q电极移动； ④每消耗0.2mol，转移0.8mol电子，消耗氢气的电极反应为，则消耗了0.4mol氢气，产生氯气的电极反应为，则生成了0.4mol氯气，质量共0.4mol×2g/mol+0.4mol×71g/mol=29.2g。 （3）若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，电解质溶液为碱性环境，则乙醇中的碳元素转化为碳酸根离子，电极反应为：。 17．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池，其构造如图所示： (1)KOH作电解质，其电极总反应为2H2+O2=2H2O，则负极通入的是 ，电极反应式为 ；正极通入的是 ，电极反应式为 。 (2)如把KOH溶液改为稀硫酸，则负极电极反应式为： ，正极电极反应式为： ，该电池工作时电解液中H+移向 (填a或b)电极。 【答案】(1) H2 O2 (2) b 【解析】（1）碱性电解质（KOH 作电解质）：在氢氧燃料电池中，氢气发生氧化反应，在负极通入；氧气发生还原反应，在正极通入。 ① 负极通入的是氢气（）； ② 负极电极反应式：氢气在碱性条件下失电子，结合氢氧根离子生成水，； ③ 正极通入的是氧气（）； ④ 正极电极反应式：氧气在碱性条件下得电子，与水反应生成氢氧根离子，； （2）酸性电解质（稀硫酸作电解质）； ① 负极电极反应式：氢气在酸性条件下失电子生成氢离子， ② 正极电极反应式：氧气在酸性条件下得电子，结合氢离子生成水， ③ 在原电池中，阳离子向正极移动，b 电极是正极，所以H+移向b电极。 18．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）丙烯是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下几种方法。根据信息回答下列问题： 【方法一】丙烷直接脱氢制丙烯 反应I： (1)丙烷在某催化剂上脱氢的反应历程如图(＊表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态)： 已知： 化学键 键能/ 348 615 413 436 ①计算反应I的 ，该反应在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 ②研究表明键的断裂是反应中的决速步骤(速率最慢的基元反应)，图中能量：对应 (选填“A”或“B”)。 (2)为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 【方法二】氧化丙烷脱氢制丙烯 反应I：   反应II： (3)保持压强条件下，分别向密闭容器中投入一定量或等物质的量的和混合气体时，的平衡转化率随温度变化的曲线如图。 ①投入和混合气体时，的平衡转化率的曲线为 (填“a”或“b”)。 ②温度为900K时，计算反应I的平衡常数 kPa(用含的分式表示)；900K投入等物质的量的和时，发生反应I和II，计算的平衡转化率为 ％(计算结果保留两位有效数字)。 【方法三】丙烷电化学脱氢法 中科院化学与材料科学工程学院的相关研究为实现同时获得烯烃和电力的联产提供了理论支持。研究人员发明的质子型固体氧化物燃料电池，其工作原理如图所示。 (4) 根据图中信息在电极上发生反应的电极反应式为 。 【答案】(1) +123 高温 A (2)氢气通过选择性透过膜，经Ar气吹扫，降低氢气浓度，使平衡正向移动 (3) b 41% (4) 【解析】（1）①，1mol该反应可以看成断开2mol、1mol，形成1mol 、1mol，则p ；反应I的，反应能自发进行的条件是，则在高温条件下自发进行； ②活化能越大，反应速率越慢，故图中能量：对应A； （2）提高丙烯产率的原因是透过膜层再经Ar吹扫，使脱离平衡体系，平衡正向移动，丙烯的产率提高； （3）①投入和混合气体时，会发生反应II，使得反应I正向移动，的平衡转化率会上升，故曲线为b； ②压强恒定为，单独投料与混合投料相比，单独投料1mol的分压为，混合投料时，1mol的分压为0.5，则单独投料相当于加压，平衡逆向移动，的转化率相对较低，即900℃时，的转化率为60%，列三段式有：，则p(H2)=、p(C3H6)= 、p(C3H8)=，=； 900K投入时，发生反应I和II，的转化率为80%，列三段式有 ，则平衡时，气体总物质的量是(0.2+0.8+1-x+0.8-x+2x)=2.8mol，=，解的x=0.40625，则； （4）依据题意，在电极上发生反应的电极反应式为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型06 电化学知识综合应用 1．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，制备装置如图所示。已知：。下列说法错误的是 A．不锈钢电极为阴极 B．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C．阴极区KOH溶液的浓度会增大 D．当电路中转移6.02×1023个电子时，阴极生成22.4 L(标准状况下)气体 【答案】D 【分析】左侧不锈钢电极为阴极，发生还原反应；右侧惰性电极为阳极，发生氧化反应。 【解析】A．不锈钢电极连接电源负极，为电解池阴极，A正确； B．阳极室发生氧化反应，电极反应式为，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色，B正确；   C．电解过程中阴极发生电极反应，所以阴极区KOH溶液的浓度会增大，C正确；   D．阴极发生电极反应，可知电路中转移6.02×1023个电子时，生成0.5mol气体，即11.2L(标准状况下)气体，D错误；   故选D 。 2．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN]，原理如图，电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物。下列说法正确的是 A．电极Y的电势高于电极X的电势 B．电解池中H+的移动方向：右室→质子交换膜→左室 C．电极Y上反应ⅰ的电极反应式为2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN D．生成2.24 LO2(标况下)时，X极区溶液的质量减少3.2 g 【答案】C 【分析】由图可知：丙烯腈在电解池的Y极得到电子生成己二腈和丙腈，生成己二腈的电极反应式为：2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN，则Y电极是阴极，X电极是阳极，阳极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阳离子移向阴极，即H+的移动方向为：左室→质子交换膜→右室，据此分析解答。 【解析】A．由上述分析可知：X电极是阳极，Y电极是阴极，阳极与电源正极相接，则电极X的电势高于电极Y的电势，A错误； B．X电极是阳极，Y电极是阴极，阳离子移向阴极，即H+的移动方向为：左室→质子交换膜→右室，B错误； C，Y电极是阴极，阴极上CH2=CHCN得电子生成NC(CH2)4CN，阴极反应式为：2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN，C正确； D．阳极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，标况下2.24 LO2的物质的量为n(O2)==0.l mol，根据阳极电极反应式可知：若反应产生0.1 mol O2，移向阴极H+的量为0.4 mol，则X极区消耗0.2 mol H2O，其质量为m(H2O)=0.2 mol×18 g/mol=3.6 g，D错误； 故合理选项是C。 3．（2024-2025高二上·内蒙古锡林郭勒·期末）电解硫酸钠溶液制取电池正极材料的前驱体，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．交换膜B是阳离子交换膜 B．通电一段时间后，I室溶液的pH降低 C．b是直流电源的负极，纯钛电极的反应为 D．当产生时，纯钛电极上至少产生标准状况下1.12L气体 【答案】D 【分析】前驱体在纯钛电极附近生成，则金属离子移向Ⅲ室，根据阳离子移向阴极，则Ⅱ室中硫酸根移向I室。 【解析】A．前驱体在纯钛电极附近生成，则金属离子移向Ⅲ室，根据电解规律，则B是阳离子交换膜，阳离子移向阴极，故A正确； B．Ⅱ室中硫酸根移向I室，A为阴离子交换膜，酸性增强，PH降低，故B正确； C．纯钛电极为阴极，接入电源负极，电极反应式为，故C正确； D．从化学式分析，当生成0.1mol前驱体时，应该生成0.2mol氢氧根，电极反应为，生成0.1mol氢气，标准状况下体积为2.24L，故D错误； 故选D。 4．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，正确的是 A．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀 B．若X为锡棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将增大 【答案】C 【分析】当开关K置于M时形成原电池，当K置于N时形成电解池，X作阳极，铁作阴极。 【解析】A．开关K置于N处，形成电解池，铁与负极相连作阴极，减缓铁的腐蚀，故A错误； B．开关K置于M处，为原电池，X为锡棒，Y为NaCl溶液，锡比铁不活泼，锡作正极，铁作负极，可加速铁的腐蚀，故B错误； C．开关K置于M处，为原电池，铁比铜活泼，铁作负极，电子由铁经导线流向铜，铜棒上铜离子得电子生成铜单质，质量增加，故C正确； D．开关K置于N处，X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，形成电镀装置，实现在铁表面镀铜，电解质溶液中铜离子浓度不变，故D错误； 故选：C。 5．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电子从电极A经溶液流向电极B B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．饱和溶液从处进，溶液从处出 D．电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 【答案】C 【分析】氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。 【解析】A．电子不会经过溶液，只会在外电路，故A错误； B．阳极发生的反应式为，阴极：；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从口流出，所以要防止流向阳极即电极，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误； C．根据B选项的分析可知饱和从处进，溶液从处出，故C正确； D．根据分析可知电极为阳极，发生氧化反应生成氯气，故D错误； 故选：C。 6．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）中氢气体有限公司通过电解水制高纯氢，工作原理如图所示。通过控制开关连接或，可交替得到和。下列说法正确的是 A．位于元素周期表的ds区 B．连接，电极1附近产生 C．连接，产生的电极方程式是 D．电极3制氢气时消耗电极1产生的，制氧气时补充电极2消耗的 【答案】D 【分析】控制开关连接时，电极连接电源正极，即电极此时为阳极，转化为，电极反应式为：，电极是阴极，电极反应式为：。控制开关连接时，电极连接电源负极，即电极此时为阴极，转化为，电极反应式为：，电极为阳极，电极反应式为：。据此分析作答。 【解析】A．镍是号元素，核外电子排布式是，位于周期表的第四周期族，位于元素周期表的区，A错误； B．控制开关连接时，电极是阴极，电极反应式为：，B错误； C．连接，电极为阳极，电极反应式为：，产生氧气，C错误； D．电极制氢气时，电极是阴极，电极反应式为：，电极此时为阳极，电极反应式为：，消耗了电极产生的。制氧气时，电极为阳极，电极反应式为：。消耗了，需要补充电极消耗的，D正确； 故选D。 7．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 A．通电时，铁帽是阴极，发生还原反应 B．通电时，阳极上的电极反应为 C．断电时，锌环上的电极反应为 D．断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理完全相同 【答案】D 【分析】该装置是电解池，且锌环作阳极，阳极上锌失电子发生氧化反应，阴极氢离子得电子发生还原反应；断电时，锌铁形成原电池，锌失电子生成锌离子，Fe作正极，据此分析解答。 【解析】A．通电时，铁帽与电源负极相连，铁帽作阴极，得电子，发生还原反应，A正确； B．通电时，锌环作阳极，阳极的失去电子生成，阳极上的电极反应为，B正确； C．断电时，锌铁形成原电池，锌失去电子生成，锌环上的电极反应为，C正确； D．通电时，防护原理为电解池原理；断电时，防护原理为原电池原理，因此，断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同，D错误； 答案选D。 8．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知： ①在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：(低浓度)。 下列说法不正确的是 A．碳棒上发生的电极反应： B．电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 【答案】B 【解析】A．由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为，故A正确； B．电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的和C室中的分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误； C．因在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确； D．若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：，则在阳极放电：，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确； 答案选B。 9．（2024-2025高二上·吉林通化·期末）利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是 A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜 C．溶液中向电极A迁移 D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 【答案】B 【解析】A．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图可知，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确； B．粗铜中含其他活泼金属杂质，也会失电子被溶解，当电路中通过1 mol电子时，溶解的粗铜质量不确定，B错误； C．根据电解原理，向阳极(电极A)移动，C正确； D．膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D正确； 答案选B。 10．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）下列装置能达到对应目的的是 A．铜上镀银 B．牺牲阳极法保护铁 C．电解法制金属钠 D．探究铁的析氢腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．在铜(镀件)上镀银(镀层)时，铜为阴极，银为阳极，A项不能达到目的； B．Zn的金属性比Fe活泼，在原电池中做负极，Fe做正极，为牺牲阳极的阴极保护法保护铁，B项能达到目的； C．电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，无法得到金属钠，C项不能达到目的； D．钢铁在强酸性条件下发生析氢腐蚀，在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，图示中的铁发生吸氧腐蚀，D项不能达到目的； 故选B。 11．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是 A．该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B．温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 C．当电极a上有2mol生成时，c极区溶液仍为中性 D．当电极b上有0.6mol生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 【答案】D 【分析】装置图中左侧电极b极在微生物作用下使苯酚()失电子、被氧化为，故左侧是原电池装置，右侧是电解池装置，电极a上Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，则电极a为正极，电极b为负极，电极d为电解池阳极，电极d处水分子失去电子形成羟基自由基，氧化苯酚，电极c为电解池阴极。 【解析】A．由分析得，电极a为正极，电极b为负极，则该装置工作时，左侧原电池内电路电流从正极a流出，经电解质溶液流向电极b，A正确； B．若温度过高，微生物因高温而失活，会导致该装置处理废水中苯酚的能力下降，B正确； C．a极区每产生1mol，转移3mol电子，而电极c上的电极反应式为，生成1.5mol、3molO，同时，有3mol从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，恰好中和，则c极区溶液仍为中性，C正确； D．电极b的电极反应为，d的电极反应式为，羟基自由基()有极强的氧化性，可以氧化苯酚：，由得失电子守恒可得，当电极b上有0.6mol生成时，左右两个装置共处理苯酚的物质的量为0.2mol，D错误； 故选D。 12．（2024-2025高二上·吉林延边·期末）Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。 回答下列问题： (1)B极是电源的 极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。 (2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加 g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。 II．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。 (4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。 【答案】(1) 负 正 (2) 黄绿色 12.8 (3) G CuO (4) 阴 【分析】将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，说明F极附近溶液显碱性，氢离子在该电极放电，所以F是阴极，可得出D、F、H和Y均为阴极，C、E、G和X均为阳极，A极是电源的正极，B极是电源的负极，据此分析。 【解析】（1）F极附近溶液呈红色，说明F极附近溶液显碱性，氢离子在该电极放电，所以F是阴极，则B极是电源的负极；在丁池中，Y极是阴极，该电极附近颜色逐渐变深，根据异性电荷相互吸引，说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应化学方程式为；阳极上氯离子失电子发生氧化反应，阳极生成氯气，产生气体的颜色为黄绿色； ②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L（即0.3mol）的气体，由C、D、F电极发生的电极反应分别为，↑，根据转移电子数相等，C电极产生的气体是F电极的，故0.3mol气体中有，转移的电子数为0.4mol，故D电极增加12.8g铜； （3）电镀装置中，镀层金属作阳极，镀件作阴极，所以电极G为镍，电极H为铁件。在甲池中，电解硫酸铜溶液的总反应为，产生铜和氧气，故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO； （4）左侧电极为阳极，阳极的电极反应式为；阳极生成硫酸，则由透过阴离子交换膜向阳极移动，可知左侧的为阴离子交换膜。 13．（2024-2025高二上·黑龙江绥化·期末）如图为相互串联的甲、乙两电解池。 试回答： (1)若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，则A是 （填电极材料），B是 （填电极材料），应选用的电解质溶液是 。 (2)乙电解池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈 色。乙电解池的电解方程式为 。 (3)若甲电解池阴极增重4.32g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 mL。 (4)若乙电解池中剩余溶液仍为400mL，则电解后所得溶液的pH等于 。 【答案】(1) 铁 银 AgNO3溶液 (2) 红 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 或2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑ (3)448 (4)13 【解析】（1）A接电源的负极做阴极，B为阳极，电镀中镀件做阴极，镀层金属做阳极，若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，则A是铁，B是银，电解质溶液为AgNO3溶液。 （2）乙电解池中C为阳极，Fe为阴极，通电后Cl-在阳极放电，H+在阴极放电，H+在阴极放电后铁的附近OH-浓度变大，溶液显碱性，故酚酞会变红，电解的方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑或2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑。 （3）若甲电解池阴极增重4.32g，则析出的银物质的量为：4.32g÷108g/mol=0.04mol，转移电子为0.04mol，根据阳极的反应2Cl- －2e-=Cl2↑，转移电子0.04mol生成氯气0.02mol，在标准状况下的体积为448mL。 （4）根据电解总反应2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑，生成氯气0.02mol的同时会生成0.04mol的NaOH，则c(OH-)=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L，则pH=13。 14．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）海南文昌航天发射场临海，电化学腐蚀是其钢铁设施设备腐蚀的主要形式。回答下列问题： (1)利用如图所示的装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封放置一段时间后，可观察到a处液面上升，b处液面下降，原因是 ；a处溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)如图所示为模拟铁的电化学防护的装置。 ①X为碳棒时，当开关K置于N处，可模拟的防护方法为 法；在实践中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，若要镀铜，该装置要做哪些改变？ 。 ②装置中开关K置于M处，若X为 棒(填选项字母，下同)，可减缓铁的腐蚀。 A．Cu    B．Zn    C．C (3)如图所示为两种原电池。下列各组物质中，能使Ⅱ构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是 。 选项 a电极 X溶液 Y溶液 A Fe 硫酸铜 氯化铁 B Zn 氯化铁 硫酸铜 C Pt 硫酸铜 氯化铁 D C 氯化铁 硫酸铜 (4)利用电解原理可以防止钢铁腐蚀，还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应，最后以的形式除去，其中阳极的电极反应式为 ，若处理1mol的废水，理论上电路中转移 mol电子。 【答案】(1) a侧消耗氧气，b侧生成氢气，a侧气压低于b侧 增大 (2) 外加电流 X更换为Cu、海水更换为溶液 B (3)C (4) 12 【解析】（1）a侧发生吸氧腐蚀，正极反应为，b侧发生析氢腐蚀，正极反应为，因此a侧气体量减少、b侧气体量增加，导致a侧气压低于b侧，a处液面上升，b处液面下降；由于a处有生成，则pH增大。 （2）①K置于N处时，为电解池，Fe作阴极，是外加电流法；需要在铁件外面镀铜则需将铁件置于阴极、铜置于阳极、电解质溶液换为含有铜离子的溶液。 ②当K置于M时装置为原电池，是牺牲阳极法，则X需为比Fe活泼的金属，3个选项中只有Zn符合条件，故选B项。 （3）Ⅰ中Cu为负极、C为正极，发生的总反应为；换为装置Ⅱ后，要和装置Ⅰ原理相同，则a电极应是惰性电极或比Cu活泼性差的金属电极，X溶液为硫酸铜溶液，Y为氯化铁溶液，故选C项。 （4）由题意可知，铁电极为电解池的阳极，铁失去电子发生氧化反应生成，再与酸性废水中的反应生成，阳极反应式为；由得失电子守恒可知，处理1mol的废水，理论上反应中消耗6mol，则电路中转移12mol电子。 15．（2024-2025高二上·吉林长春·期末）甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。 (1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：    已知：   则与反应生成CO和的热化学方程式为 。 (2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 ①a处应通入 (填“”或“”)，b处电极上发生的电极反应式是 ；铁电极上发生的电极反应式是 。 ②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”、“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中的物质的量浓度 。 ③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了以外还含有 (忽略水解)。 ④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。 【答案】(1)2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1 (2) CH4 O2＋2H2O＋4e-=4OH- Cu2++2e-=Cu 变小 不变 1.12 【解析】（1）已知①  ，②  ，将方程式2×①+②得2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=2△H 1+△H 2=2260kJ•mol-1+(-566kJ•mol-1)=-46kJ•mol-1，故答案为：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1； （2）①Ⅱ中实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=+7H2O，b处通入氧气，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，I中a处电极为负极，铁电极连接负极为阴极，阴极上铜离子得电子产生铜，故铁电极上发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu；故答案为：CH4；O2＋2H2O＋4e-=4OH-；Cu2++2e-=Cu； ②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；Ⅱ中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，故答案为：变小；不变； ③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：； ④串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12。 16．（2024-2025高二上·吉林友好学校·期末）I．工业上用H2和CO合成甲醇的反应为：① 该反应平衡常数(K)随温度的变化情况如下表所示。 温度/℃ 250 300 350 K 2.041 0.270 0.012 完成下列填空： (1)请书写出该反应的平衡常数表达式 。 (2)250℃时，测得各组分浓度如下表所示，通过计算得出浓度商Q为 (填数值，保留三位小数)，则此时v(正) v(逆)。(填“>”、“<”或“=”) 物质 H2 CO CH3OH 浓度/mol·L-1 0.30 1.6 0.70 Ⅱ．工业上也能采用CO2催化氢化的方法合成甲醇： ② 已知：      (3)写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (4)想要增大反应②的平衡常数，能改变的条件是 。 Ⅲ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作时，关闭K。 (5)甲中负极的电极反应式为 。 (6)若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应式为 。 (7)若把乙装置改为铁钉镀铜装置，铁钉是 电极(A、B)，该电极上发生 反应(氧化、还原)。 【答案】(1) (2) 4.861 < (3)   (4)降温 (5) (6) (7) B 还原 【解析】（1）化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比；该反应的平衡常数表达式：； （2）250℃时，浓度商Q=>K，则平衡逆向移动，此时v(正) <v(逆)。 （3）已知： Ⅰ   Ⅱ   由盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得反应：  ； （4）平衡常数受温度影响，反应为放热反应，则增大反应②的平衡常数，平衡正向移动，能改变的条件是降温； （5）甲为甲醇燃料电池，负极反应为甲醇失去电子发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，电极反应式为； （6）由图，丙中D连接氢氧燃料电池的负极，则D为阴极，C为阳极，若丙中C为铝，D为石墨，W溶液为稀H2SO4，若一定条件下铝钝化形成致密Al2O3，则C电极反应为铝在酸性条件下失去电子发生氧化反应生成氧化铝薄膜，反应为； （7）由图，乙装置中A为阳极，B为阴极，若把乙装置改为铁钉镀铜装置，则镀件铁钉为阴极，为B极；该电极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜镀层。 17．（2024-2025高二上·内蒙古包头·期末）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。 I.用图甲所示装置进行第一组实验： (1)在保证电极反应不变的情况下，Mg不能替代Cu作电极的原因是 。 (2)一段时间后，可观察到滤纸上的现象是 。 Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置进行二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。回答下列问题： (3)若通过该实验制备，降低的区域在 (填“阴极区”或“阳极区”)；电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为 和 。 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 【答案】(1)原装置Zn做负极，根据金属活动性顺序，因此Mg不能替代Cu (2)滤纸上有蓝色斑点产生 (3) 阳极区 防止生成的与高铁酸钠反应 (4) (5)56 【分析】Ⅰ．甲装置中，Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，则M(Cu)为阳极，N(Cu)为阴极。 Ⅱ．由图可知：X为阴极，电解过程中，X极上发生：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，由图干可知两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色，所以Y极发生的电极反应为和，据此解答。 【解析】（1）在保证电极反应不变的情况下，Mg不能替代Cu作电极是因为原装置Zn做负极，根据金属活动性顺序，因此Mg不能替代Cu； （2）利用该原电池电解氢氧化钠溶液，由于电极均是铜，在阳极M(Cu)上发生反应Cu-2e-=Cu2+，产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，所以在滤纸上能观察到的现象是滤纸上有蓝色斑点产生； （3）由图可知：X为阴极，电解过程中，X极（阴极）上发生：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以阴极区溶液的c(OH-)增大，Y极（阳极）发生的电极反应为和，消耗OH-，导致阳极区降低，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，是因为氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防止生成的与高铁酸钠反应； （4）由于实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色，停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清，又因为高铁酸根在溶液中呈紫红色，所以在电解过程中，Y极发生的电极反应为和； （5）电解进行一段时间后，X极上发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若在X极收集到448mL气体，即0.02mol H2，转移0.04mol电子，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，即铁反应掉0.005mol，根据反应可知转移0.03mol电子，则转移0.04mol-0.03mol=0.01mol电子，在Y极收集到0.0025mol氧气，标准状况下体积为0.0025mol ×22.4L/mol×1000mL/L=56mL。 18．（2024-2025高二上·辽宁点石联考·期末）电化学及其产品与能源、环境和健康紧密联系，被广泛应用于生产、生活的许多方面。 如图所示为五种电化学装置(图乙、图戊中为惰性电极)，回答下列问题： (1)上述装置中可实现将化学能转化为电能的装置有 种。 (2)图甲装置既可制硫酸，又能对尾气中的回收再利用。电极的电极反应式为 ；该装置工作过程中，消耗的和的体积比为 。 (3)图乙为氯碱工业示意图， (填“”或“”)口产生的气体可使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝；交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (4)图丙装置工作一段时间后，锌筒的质量会 (填“增大”或“减小”)。 (5)图丁装置工作过程中电解质溶液的酸性减弱，用化学方程式解释该变化的原因： 。 (6)图戊装置可将硝酸工业尾气中的转化为，阳极反应式为 ；欲制备，应通入和 。 【答案】(1)3 (2) (3) c 阳 (4)减小 (5)铅蓄电池放电时发生的反应为，可知放电时不断被消耗，同时有水生成 (6) 2 【分析】原电池能将化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能，据此解答。 【解析】（1）题给装置中图甲、图丙、图丁为原电池，能将化学能转化为电能，图乙，图戊为电解池； （2）图甲为原电池，质子向正极移动，A电极为负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸，电极反应式为，酸性条件下，氧气得电子生成水，根据正，负极转移电子数相等可知，放电过程中消耗的和的体积比为； （3）图乙在工业上用于生产NaOH和，C电极上发生氧化反应，生成氯气，故c产生的气体可使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝；D电极上发生还原反应，生成氢气，电解一段时间后，b口排出NaOH溶液，交换膜X允许通过，为阳离子交换膜； （4）Zn为较活泼电极，作负极，发生氧化反应，电极反应式为，锌溶解，因而锌筒会变薄，质量减小； （5）铅蓄电池放电时发生的反应为，可知放电时不断被消耗，同时有水生成，因而电解质溶液的酸性减弱； （6）E电极发生还原反应，电极反应式为，F电极发生氧化反应作阳极，电极反应式为，总反应为，欲制备，生成2molHNO3，应通入和硝酸反应。 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 题型05新型化学电源 1.(20242025高二上·吉林浑春期床)二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料 电池”的工作原理示意图(、b均为多孔性Pt电极)。该电池工作时，下列说法正确的是 a电极 b电极 二甲醚 02 +H,O H C0 质子交换膜 A.a电极为该电池正极 B.0:在b电极上得电子，被氧化 C.电池工作时，a电极反应式：CH,0CH,+12e+3H,0=2C0,个+12H D.电池工作时，燃料电池内部H从a电极移向b电极 2.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池（简易装置 KNO NH;H,O H20 如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨（以 形式存在)，工作时， 在双极膜界面处 被催化解离成H和OH ,有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是 1/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 KNO 电 溶液 极 极 KOH a b 溶液 “卯榫”结构双极膜 Ⅱ A.电极电势：电极b>电极a B.“卯榫”结构的双极膜中的H移向电极a, OH 移向电极b C.电极a的电极反应式：N0,+7H,0+8e=NHH,0+9OH D.电解后，IⅡ室中KOH的物质的量减小 3.(20242025高二上吉林EST合作体·期末)水系双离子电池相比于锂电池有安全和成本优势，在 储能领域有较好应用。我国最新水系（碱性）双离子电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是 电源用电器 Cu,(P042 Na0.44MnO2 第1次 放电 od)no Cu,o Na0.44-xMnO2 H Cu O 阳离子交换膜 A.放电时，电解质溶液中的Na由b极区向a极区转移 2.88gCu,0 B.放电时，若a极得到3.2gCu和 ,则电路中转移的电子的物质的量为0.14mol C.为消除第一次放电的不可逆，可将Cu(PO4)2彻底放电转化为CuO后再充电 D.第1次放电时，a极的电极反应式为 2Cu3(P04)2+6e+60H=3Cu0+4P0+3H,0 4.(20242025高二上·黑龙江哈尔滨：期床)为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了 2/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合心和K、打开K时，装置处于蓄电状态：当打开水和人， K2 H,O 闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的 解离为H和OH并分别向两侧迁移。 下列有关该电化学装置工作时的说法正确的是 风力电源。 光伏电源 H2 Mn02 Zn H Mn2 H,O-H+OH 02 Zn0 OH H,SO,溶液 KOH溶液 碳锰电极 锌电极 双极膜 A.蓄电时，碳锰电极为阴极 B.蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为 40H-4e=2H,0+02↑ molMnO2 C.放电时，每消耗 ,理论上有2mo10H 由双极膜向碳锰电极迁移 H2SO D.理论上，该电化学装置运行过程中需要不断补充 4和KOH溶液 5.(20242025高二上·黑龙江齐济哈尔·期末)2024年1月4日，比亚迪公司斥资100亿启动钠离子电 池项目，钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。如图是一种可充电钠离子电池工作示意图（已知电 解质溶液是Na2SO3溶液，化合物中Ni均为+2价)。下列说法错误的是 M NaTi2(POa)3 Na2NiFe(CN) Na2Tiz(PO)3 NaNiFe(CN) 阳离子交换膜 3/13 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 A.电池工作时Na从N极区移动到M极区 B.电池工作时，M极的电极反应为： NaTi,(PO),+e'+Na=Na2Tiz(PO) C.充电时M极接电源正极 D.该电池负极可用钠单质作电极材料 6.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)Romanenko利用微生物电池将 C,O催化还原的工作原理 如图所示，下列说法正确的是 H,0 Cr(OH): Cr,O CH,COOH H→H+ A.电池工作过程中，电子由b极经导线流向a极 B.升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C.每处理1m0lC,0,理论上可生成C0,(标准状况下3.6L D.a极的电极反应式为： CH,COOH+2H,O+8e=2CO,+8H* 7.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一 种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示（钠超离子导体只允许 Na 通过)。下列说法正确的是 4/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 ☒ H. 金属钠 0 HCO: C02 有机电解液 钠超离子导体 水电解质 A.电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B.工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 2.24LC0 C.电池工作时每消耗标准状况下 ，a极质量减少4.6g D.该电池中的有机电解液可选用乙醇 8.(20242025高二上·内蒙古通辽·期末)以铅蓄电池(Pb-PbO2-H2S04)为电源可将CO2转化为乙醇，其 原理如图所示（电解所用电极材料均为惰性电极）。下列说法错误的是 乙烯 铅蓄电池O, Hoa bo C02— 质子交换膜 A.a为铅蓄电池的正极 B.铅蓄电池正极的电极反应式为Pb0,+2e+SO+4H=Pbs0,+2H,0 C.电解池阴极上的电极反应式为12H*+2C0,+12e=CH,CH,0H+3H,0 D.每生成1.25molC2HOH,理论上铅蓄电池中需消耗15 mnolH2SO4 9.(20242025高上·内蒙古包头·期床)下面是科学家最近研发 Ca-LiFePO:可充电电池的工作示 5/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 意图，锂离子号体膜只允许L通过，电池反应为：xCa2+2 LiFePO0,一德Ca+2Li,FeP0,+2xLi 放电 充电 Li_FePO/ 钙电极 ●、脱嵌 LiFePO,电极 嵌入 LiPF LiAsF 锂离子导体膜 Li,S0,溶液 电解质 下列说法正确的是 LiFePO,-xe=Li,FePO,+xLi* A.放电时，负极反应为： B.充电时， Li,FePO,/LiFePO.电极发生Li脱嵌，放电时发生f嵌入 C.放电时，当转移0.2mol电子时，理论上左室中电解质的质量增重4.0g LiPE,-LiAs电解质可用水作溶剂，更有利于传递离子 D 10.(20242025高三上·内蒙古通辽：期末)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能 的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zm和Mn0,相应的电极产物为[Z(OH,]广 和Mn2+。下列说法错误的是 6/13 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 ☒ 中间层 M 膜a 膜b HO NaOH 稀硫酸 溶液 OH MnO, A.M电极材料为Zn,N电极材料为 B.电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 C.N电极的反应式为Mn0,+4H+2e=Mn2+2H,0 D.若电路中通过2mo°，则有4mo什由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液 Li-O. 11.(2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末) 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的 (e) 应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子和空穴 h" 驱动阴极反应eL和阳极反应，0，+2h广=2L+0,)对电池进行充电。下列叙述错误的是 Li 金属锂 放 充 电 毫 Lit LiO, 极 电解质 电解质 离子交换膜 A.金属锂电极电势低于光催化电极 7/13 函学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 B.放电时，外电路有lmol电子通过，生成 46gLi,02 Li+ C.充电时，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移 D.该蓄电池可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能 12.(20242025高二上·辽宁五校·期末)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接 转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟 电化学降解 0,其原理如图2所示。下列说法正确的是 M 电源 N 用电器 质子交换膜 微 Ag-Pt 生 Pt电极 电极 物 H,O CH1206 H,O NO 质子交换膜 图1 图2 A.电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 N2 B.每生成5.6g,左右两侧溶液质量变化差14.4g C.电解过程中，阴极区溶液的pH不变 D.电解池中阴极的电极反应式为：2N0,+10e+6H,0=N,个+120H 13.(2024-2025高二上·辽宁多校•期末)中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料 (2Li2SC),能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示， 反应的化学方程式为3LiS+Cus+Li器→2LiS.Cu,下列说法错误的是 8/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 电源或用电器 a极 b极 充电 0 1 2Li,S.CuI 00 放电 A.放电时，a极为负极 B.放电时，b极上的电极反应式：3Li*+CuS+Li+3e-2Li,S-Cul C.充电时，电子的流向：b极→外接电源的正极，外接电源的负极→a极 D.充电时，每转移3mol电子，a极增重2lg 14.(20242025高三上·辽宁抚顺·期末)全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化 还原电池，其充电时工作原理如图所示。下列说法正确的是 0 质子交换膜 VO 电 解 液 V3- 口 电极 A.充电时，电极a与电源的正极相连，发生还原反应 V02++V升+H,0=V0,+2H+V2+ B.放电时总反应为 C.充电一段时间后，右侧电解液的pH降低 D.放电时，电路中转移Imole,则有1molH由右侧移向左侧 MnO, 15.(2024-2025高三上·吉林松原期末)某柔性电池的结构如图所示，其中Z作电池的负极， 9/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 碳纳米管纤维 Zn膜 电解质膜(O2可以自由通过) MnO2膜 碳纳米管纤维 A.Zn逐渐被消耗 B. Mn0?失去电子 C.离子通过电解质膜进行迁移 D.化学能转化为电能 16.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期床)用酸性氢氧燃料电池电解氯化钠溶液的装置如图所示（各电 极均为惰性电极)。 磷酸溶液 H, -02 NaOH氯化钠溶液 溶液 (足量) 回答下列问题： PO. (1) 于（填“一”“二”或“三”）元酸。 (2)装置工作时。 ①N电极上发生_（填“氧化”或“还原”）反应，（填“得到”或“失去”）电子。 ②Q电极上的电极反应式为一。 ③Na 往_（填“P”或“Q")电极迁移，判断的理由为一。 ④每消耗02m0,此时消耗，和产生C的质量共g C1, (3)若用乙醇代替氢气作燃料电池燃料，NOH溶液代替磷酸溶液作电解质溶液，则M电极上发生的电极反 10/13丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 题型06电化学知识综合应用 1.(20242025高二上黑龙江德强高中·期末)工业上以铬酸钾(K,C04)为原料，采用电化学法制备重 2CrO(黄色)+2H=Cr,O(橙色+H,0 铬酸钾，制备装置如图所示。已知： 。下列说法错误的是 不锈钢 惰性电极 电极 KOH稀溶液- K2CrO4溶液 离子交换膜 A.不锈钢电极为阴极 B.阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C.阴极区KOH溶液的浓度会增大 D.当电路中转移6.02×1023个电子时，阴极生成22.4L(标准状况下)气体 2.(2024-2025高三上·黑龙江牡丹江：期床)以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈 NC(CH2)4CN,原理如图，电解过程会产生丙腈(CHCN)等副产物。下列说法正确的是 质子交换膜 X 已二腈下 丙烯腈 i H不 丙腈 i H 稀硫酸 丙烯腈、水、季铵盐 A.电极Y的电势高于电极X的电势 B.电解池中H的移动方向：右室→质子交换膜→左室 C.电极Y上反应i的电极反应式为2CH2=CHCN+2H+2e=NC(CH2)4CN 1/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 D.生成2.24LO2(标况下)时，X极区溶液的质量减少3.2g 3.《20242025高三上内蒙古赛林郭勒期)电解宽酸销溶液制取电池正极材料N1,CQ0,Mh,0的 Ni,C0,M血，(OH,其工作原理如图所示。下列说法错误的是 前驱体3 石墨 a bo 纯钛 电极 直流电源 电极 H室 NisO H室 深瘦为0.2 molL Ceso Na,SO,溶液 MnSO Na,SO,溶液 交换膜A 交换膜B 前驱体 A.交换膜B是阳离子交换膜 B.通电一段时间后，I室溶液的pH降低 C.b是直流电源的负极，纯钛电极的反应为2H,0+2e=耳，个+20H D.当产生 0.1 moINi,Co,Mn(OH2时，纯铁电极上至少产生标准状况下1.12L气体 333 4.(2024-2025高二上内蒙古包头·期未)利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙 述中，正确的是 M 铁 Y溶液 A.若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀 B.若X为锡S0棒，Y为NaC (Sn) 溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 C.若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电 2/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 极移动 D.若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将增大 5.(20242025高二上内蒙古通辽·期未)氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的原理如图所示。 下列说法正确的是 C12 H 电极A电极B 离子交换膜 A.电子从电极A经溶液流向电极B B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.饱和NaCI溶液从b处进，NaOH溶液从c处出 D.电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 6.(20242025高二上吉林白城·期末)中氢气体有限公司通过电解水制高纯氢，工作原理如图所示。 通过控制开关连接K或K,可交替得到H,和0：。下列说法正确的是 气体 K 气体 电 NiOOH 电极3 Ni(OH)2 电极2 碱性电解液 A.Ni位于元素周期表的ds区 3/14 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 B.连接K,电极1附近产生0， C.连接K,产生H的电极方程式是2H,0+2e=H,个+20H D.电极3制氢气时消耗电极1产生的OH,制氧气时补充电极2消耗的OH 7.(20242025高二上黑龙江哈尔滨·期末)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。 在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 直 锌环 电 铁帽、 湿润的绝 缘子表面 A.通电时，铁帽是阴极，发生还原反应 B.通电时，阳极上的电极反应为 Zn-2e=Zn2+ C.断电时，锌环上的电极反应为 Zn-2e-=Zn2+ D.断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理完全相同 8.(20242025高三上·吉林白城·期末)工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质N的原理如图所 示。已知： 在弱酸性溶液中发生水解： ②氧化性：N(高浓度>H>NT”（低浓度。 4/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 碳棒门 阳离 阴离 镀镍 子膜 子膜 铁棒 0.5mol-L 1%NaCl 含Ni2,CI NaOH溶液溶液 酸性废水 习 B C 下列说法不正确的是 A.碳棒上发生的电极反应： 40H-4e=02↑+2H,0 B.电解过程中，B中NaCI溶液的物质的量浓度将不断减小 C.为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D.若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 9.(2024-2025高二上·吉林通化：期末)利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示， 下列叙述错误的是 电极A 电极B 膜A浓CuSO4膜B 溶液 A.电极A是粗铜，电极B是纯铜 B.电路中通过1mol电子，溶解32g粗铜 C.溶液中 S0向电极A迁移 D.膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 10.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期床)下列装置能达到对应目的的是 5/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 Cu-f Ag AgNO,溶液 海水 B.牺牲阳极法保护 A,铜上镀银 铁 石墨 Pt 用食盐 水浸泡 过的铁 NaCl溶液 钉 C.电解法制金 D.探究铁的析氢 属钠 腐蚀 A.A B.B C.C D.D C.H,OH 11.(2024-2025高二上·吉林松原，期未)某种能将废水中苯酚( )氧化为 C02H20 和 的原电池 电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体，其中生成的羟基自由基(OH)有极强的氧 化性。下列说法错误的是 C.HsOH Cr202- M N 00000 111111111 0微0 0 石墨烯复合导 生 D.OH+H 电凝胶颗粒 膜 NaCI溶液 0000 Cr(OH)3 1个F C02 Na2SO4 高浓度含 溶液 苯酚废水 A.该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b B.温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降 6/14 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 C.当电极a上有2mo COH,生成时，c极区溶液仍为中性 D.当电极b上有0.6m C0?生成时，该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol 12.(20242025高三上·吉林延边·期床)I.如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、 乙中溶液的浓度和体积都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接 通后，F极附近溶液呈红色。 A 1B C D E CuSOa 滴有酚酞的饱 Fe(OD3胶体 溶液（过量）和NaCI溶液 甲 乙 丙 丁 回答下列问题： (1)B极是电源的极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这 表明FeOH, 胶粒带_（填“正”或“负”）电荷。 (2)①电解饱和NCI溶液的总反应化学方程式为一。阳极上产生气体的颜色为。 ②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加g。 (3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为电极（填“G”或“）。通电一段 时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的填“Cu0或.Cu(OH:,]。 K2S04 Ⅱ.某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解 溶液。 7/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 K2S04溶液 tB C pH=b的 D pH=d的 H2S04溶液 KOH溶液 pH=a的十/ 离子 离子 T'pH=c的 H2SO4溶液 交换膜 交换膜 KOH溶液 (4)左侧的离子交换膜为（填“阴”或“阳”）交换膜，该电解槽的阳极反应式为一。 13.(2024-2025高二上·黑龙江缨化·期未)如图为相互串联的甲、乙两电解池。 Fe 400mL饱和NaCl溶液 甲 乙 试回答： (1)若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，则A是_（填电极材料），B是_（填电极材料），应选用的电 解质溶液是一。 (2)乙电解池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈_色。乙电解池的电解方程式为 (3)若甲电解池阴极增重4.32g,则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是L。 (4)若乙电解池中剩余溶液仍为400mL,则电解后所得溶液的pH等于-。 14.(20242025高三上·吉林松原·期宋)海南文昌航天发射场临海，电化学腐蚀是其钢铁设施设备腐 蚀的主要形式。回答下列问题： (I)利用如图所示的装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封放置一段时间后，可观察到a处液面 上升，b处液面下降，原因是一：处溶液的pH将（填“增大”、“减小”或“不变”）。 8/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 生铁丝 饱和 稀HSO 食盐 水 萝 CC14 (2)如图所示为模拟铁的电化学防护的装置。 M 铁 ①X为碳棒时，当开关K置于N处，可模拟的防护方法为法：在实践中，可在铁件的表面镀铜防止铁 被腐蚀，若要镀铜，该装置要做哪些改变？一。 ②装置中开关K置于M处，若X为棒（填选项字母，下同），可减缓铁的腐蚀。 A.Cu B.Zn C.C (3)如图所示为两种原电池。下列各组物质中，能使Ⅱ构成原电池且反应原理与I相同的是一。 G Cu 盐桥 FeCl溶液 X溶液 Y溶液 I 选 a电 X溶 Y溶 项 极 液 液 9/14 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 硫酸 氯化 Fe 铜 铁 氯化 硫酸 B Zn 铁 铜 硫酸 氯化 C Pt 铜 铁 氯化 硫酸 D c 铁 铜 ④利用电解原理可以防止钢铁腐蚀，还可以用来处理酸性含铬废水主要含有C,0;,以铁板作阳极，石 墨为阴极，处理过程中存在反应C0,+6F©”+14H=2Cr”+6F©”+7H,0,最后Cr以CrOH的形式 除去，其中阳极的电极反应式为一，若处理1moC,O?的废水，理论上电路中转移一m0l电子。 15.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。 (1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H)还原氧化铁，有关反应为： CH4(g+C02g=2C0(g+2H2(g△H=+260kJ·mo 已知： 2cO(g)+02(g)=2CO2(g)AH=-566kJ.mol- CH:与0：反应生成C0和的热化学方程式为一。 H (2)如下图所示，装置I为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。 10/14