5.3 化学变化中的能量变化（8大题型专项训练）化学沪科版必修第二册

5.3 化学变化中的能量变化 题型01 吸热反应与放热反应的判断 题型02 化学反应中能量变化与化学键的关系 题型03 原电池的组成与工作原理 题型04 原电池电极反应式的书写 题型05 铝热反应的原理与应用 题型06 常见化学电源的分类及特点 题型07 化学反应能量变化的实验探究 题型08 电解法冶炼金属的原理应用 题型01 吸热反应与放热反应的判断 化学反应必然伴随 ，主要表现为热量的吸收或放出，据此分为吸热反应和放热反应。 吸热反应： 小于 ，反应过程中需要从外界吸收热量，ΔH > 0（如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应）。 放热反应： 大于 ，反应过程中向外界放出热量，ΔH < 0（如燃烧、酸碱中和反应）。 判断依据：① 能量变化：对比反应物与生成物的总能量；② 热量变化：反应时 为放热反应， 为吸热反应；③ 反应条件：需要持续加热才能进行的反应多为吸热反应，常温下自发进行且放热的多为放热反应（注意：加热启动的反应不一定是吸热反应）。 【典例1】（24-25高一下·上海·期末）下列反应一定属于吸热反应的是 A．酸碱中和反应 B．燃烧反应 C．铝热反应 D． 【变式1-1】（24-25高一下·上海·期末）下列反应中属于吸热反应的是 A．氢气燃烧 B．铝粉和氧化铁粉末的反应 C．浓硫酸稀释 D．和固体的反应 【变式1-2】（23-24高一下·上海·期末）下列反应属于吸热反应的是 A．生石灰与水反应 B．钠与水反应 C．碳酸钙高温分解反应 D．甲烷燃烧反应 【变式1-3】（24-25高一下·上海·期末）下列变化中，属于吸热反应的是 A．Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 B．高温下碳酸钙分解 C．碳的不完全燃烧 D．金属钠投入水中 题型02 化学反应中能量变化与化学键的关系 化学反应的本质是 和 ，能量变化源于这两个过程的能量差。 化学键断裂：需要 克服化学键间的作用力），是吸热过程；化学键形成：会 ，是放热过程。 能量差与反应类型：① 若断裂旧键吸收的能量 < 形成新键释放的能量，反应为 ；② 若断裂旧键吸收的能量 > 形成新键释放的能量，反应为 。 关键提醒：化学反应的能量变化 ，与反应途径无关；化学键的强弱决定断裂/形成时的能量变化，键能越大，断裂时吸收的能量越多。 【典例2】（24-25高一下·上海·期末）化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为和反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是。 A．和反应放出的能量为180kJ B．和具有的总能量小于具有的总能量 C．通常情况下，和混合能直接生成NO D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水 【变式2-1】（24-25高一下·上海·阶段练习）在催化剂作用下，与反应生成的历程如图所示(个别微粒未画出)，下列说法错误的是 A．分子的空间结构是直线形 B．在催化剂作用下，中的化学键未完全断裂 C．反应过程中碳元素的化合价发生了变化 D．生成的过程中有非极性键形成 【变式2-2】（24-25高一下·上海·期中）下列说法错误的是 A．在同一反应中，焓变和反应热的数值相等 B．有化学键破坏的一定是化学反应，且一定伴随着能量的变化 C．一个化学反应中，反应物的焓小于生成物的焓时， D．反应体系向环境中释放能量，反应体系的焓会减小 【变式2-3】（24-25高一下·上海·课后作业）化学反应中的能量变化常表现为热量变化，如有的反应为放热反应，有的为吸热反应，请从下列选项中选出对此解释合理的为 A．旧化学键断裂时吸收的能量高于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 B．旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应 D．在化学反应中需要使用催化剂的反应为放热反应 题型03 原电池的组成与工作原理 原电池是将 的装置，核心是自发进行的氧化还原反应。 组成条件（缺一不可）：① 两个 的电极（负极：活泼性强，发生氧化反应；正极：活泼性弱，发生还原反应）；② 电解质溶液（能电离出自由移动的离子，传导电荷）；③ 形成 （电极、电解质溶液、导线连接完整）；④ 自发进行的 （提供能量来源）。 工作原理：负极失去电子，发生氧化反应，电子通过导线流向正极；正极得到电子，发生还原反应，电解质溶液中离子定向移动，形成闭合回路，实现化学能向电能的转化。 简单判断：有外接导线、能产生电流的装置为原电池，区分于直接发生反应的置换反应装置。 【典例3】（24-25高一下·上海·期末）如下图，下列装置属于原电池的是 A． B． C． D． 【变式3-1】（24-25高一下·上海·期末）某课题小组了解了电池历史后，萌生了自己动手做一个电池的想法，为确保实验顺利进行，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 【变式3-2】（24-25高一下·上海·期末）某原电池总反应离子方程式：，不能实现该反应的是 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液 【变式3-3】（24-25高一下·上海·期中）某课题小组了解了电池历史后，萌生了自己动手做一个电池的想法，为确保实验顺利进行，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 题型04 原电池电极反应式的书写 书写原则：遵循 ，负极写氧化反应式（失电子），正极写还原反应式（得电子），两极反应式相加等于总反应式。 书写步骤：① 确定两极材料和电解质溶液，判断 、 （活泼金属为负极，不活泼金属或非金属为正极）；② 分析负极：负极材料失电子，生成对应离子（注意结合电解质溶液判断产物，如在碱性溶液中，金属离子可能转化为氢氧化物）；③ 分析正极：电解质溶液中的 得电子，生成对应产物（如H⁺得电子生成H₂，Cu²⁺得电子生成Cu）；④ 配平电极反应式：兼顾 和 ，必要时配平原子（H、O常用H₂O配平）。 易错提醒：电极反应式需结合电解质溶液环境书写，不能脱离溶液类型；电子符号（e⁻）不能遗漏，负极失电子写在方程式右侧，正极得电子写在左侧。 【典例4】（24-25高一下·上海普陀·期末）锌铜原电池的装置如图所示。下列有关说法错误的是 A．锌片发生氧化反应作负极 B．铜片换成石墨棒，电流计G指针依然会同向发生偏转 C．铜片上的电极反应为：，铜片质量不变 D．电子先从锌片沿导线流向铜片，再经过溶液流回锌片，形成闭合回路 【变式4-1】（24-25高一上·上海普陀·期末）某化学兴趣小组学习原电池知识后，决定用其原理，尝试利用铁粉、活性炭、无机盐等物质开发产品，小组提出的设想或对原理的理解不正确的是（  ） A．打算制成小包装用于糕点的脱氧剂 B．利用反应放出热量的原理制成暖宝宝 C．调整电池结构，可降低温度，可用于延长糕点保质期 D．正极的电极反应为：2H2O+O2+4e→4OH- 【变式4-2】（24-25高三上·上海杨浦·期中）如图，将一根较纯的铁棒垂直没入水中，由于深水处溶氧量较少，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法错误的是（   ） A．该腐蚀过程属于电化腐蚀 B．铁棒AB段电极反应为O2 + 2H2O+ 4e-→ 4OH－ C．铁棒AB段是负极，BC段是正极 D．产生此现象的根本原因是铁棒所处化学环境的不同 【变式4-3】（2025·上海崇明·一模）如图所示，甲乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同，则两装置中相同的是（　　） A．在碳电极上所发生的电极反应 B．在铁电极附近的溶液先变红色 C．铁极与导线连接处的电流方向 D．碳电极既不会变大也不会减小 题型05 铝热反应的原理与应用 铝热反应属于 ，本质是铝的还原性，在高温下置换出金属氧化物中的金属。 核心原理：2Al + Fe₂O₃ 高温 Al₂O₃ + 2Fe（典型反应），反应中Al作 ，金属氧化物（如Fe₂O₃、Cr₂O₃、V₂O₅等）作氧化剂，反应放出大量热，温度可达2000℃以上。 反应条件：需要 （常用镁条和氯酸钾作引燃剂，镁条燃烧提供高温，氯酸钾分解助燃）。 主要应用：① （如Cr、V、Mn等，这些金属难以用常规热还原法冶炼）；② 焊接钢轨（利用反应放出的热量，使熔化的铁水填充钢轨缝隙，冷却后凝固连接）；③ 野外应急焊接（简易铝热反应装置可用于紧急修复）。 注意事项：铝热反应反应剧烈、放热多，操作时需注意安全，远离易燃物。 【典例5】（24-25高一下·上海·期末）下列反应可以表示如图的能量变化的是 A．Al和的铝热反应 B．与的反应 C．NaOH溶液与溶液反应 D．甲烷在中的燃烧反应 【变式5-1】（24-25高一下·上海松江·期末）下列化学反应中的能量变化与图中所示不符合的是 A．铝热反应 B．生石灰与水反应 C．铁粉与硫粉加热反应 D．氯酸钾分解制氧气 【变式5-2】（24-25高一下·上海浦东新·期末）有关反应热效应的说法正确的是 A．铝热反应是放热反应 B．氧化还原反应都属于放热反应 C．需要加热的反应都是吸热反应 D．有化学键断裂的反应是吸热反应 【变式5-3】（24-25高一下·上海徐汇·阶段练习）下列化学反应的能量变化与如图所示相符的是 A．铝热反应 B．钠与水的反应 C．电解饱和氯化钠溶液 D．铁粉与硫粉加热发生反应 题型06 常见化学电源的分类及特点 化学电源是基于原电池原理制成的实用装置，按是否可重复使用分为 和 ，还有高效的燃料电池。 一次电池（不可充电，放电后不能再使用）：① 干电池（锌锰电池）：负极Zn，正极石墨，电解质为糊状氯化铵，特点是结构简单、价格低廉，放电过程中电压逐渐下降；② 碱性锌锰电池：电解质为 ，比普通干电池容量大、放电稳定，使用寿命更长。 二次电池（可充电，放电时为原电池，充电时为电解池）：① 铅蓄电池：负极Pb，正极PbO₂，电解质为 ，特点是可重复使用、放电稳定，常用于汽车启动电源；② 锂电池：体积小、容量大、寿命长，常用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备。 燃料电池：如氢氧燃料电池，燃料（H₂）在负极氧化，氧化剂（O₂）在正极还原，电解质为酸性或碱性溶液，特点是 、无污染，常用于新能源汽车。 【典例6】（24-25高一下·上海浦东新·期中）锂是一种重要的碱金属，2021年发射升空的神舟十三号飞船的储能系统使用了锂电池。下列关于说法错误的是 A．碱性： B．熔点： C．稀硫酸可以作为锂电池的电解质溶液 D．锂电池具有安全、电容量大的优点 【变式6-1】（24-25高一下·上海·课后作业）下列说法中错误的是 A．燃料电池的反应物必须储存在电池的内部 B．锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池 C．锂电池是新一代可充电电池 D．二次电池的充电是电能转变为化学能 【变式6-2】（24-25高一下·上海浦东新·期末）某化学兴趣小组将锌片和铜片插入番茄中制成水果电池(如图)，下列叙述正确的是 A．该装置是把电能转化为化学能 B．铜片上发生还原反应 C．电子由铜片通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极 【变式6-3】（24-25高一下·上海·阶段练习）美国加州Miramar海军航空站安装了一台250kW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600～700℃，所用燃料为，电解质为熔融的。该电池的总反应为，负极反应为，则下列推断中正确的是 A．正极反应： B．放电时向负极移动 C．放电时电子沿导线向负极移动 D．当电池生成1mol 时，转移4mol电子 题型07 化学反应能量变化的实验探究 实验核心：通过实验现象（温度变化、气体产生等）探究化学反应的能量变化，判断反应是吸热还是放热。 常见实验：① 酸碱中和反应的能量变化：向烧杯中加入稀盐酸，逐滴加入NaOH溶液，用玻璃棒搅拌，观察 （示数升高，说明是放热反应）；② 氯化铵与氢氧化钡晶体的反应：将两种固体混合搅拌，观察烧杯外壁 （温度降低，烧杯壁变凉，说明是吸热反应），可结合玻璃片与烧杯的粘连现象验证。 实验注意事项：① 温度计使用前需 ，测量时玻璃泡不能接触烧杯内壁；② 混合试剂时搅拌要均匀，确保反应充分进行；③ 吸热反应实验需在隔热装置中进行（或减少热量散失），避免外界温度干扰实验现象。 实验结论：多数化合反应、酸碱中和反应、燃烧反应为放热反应；多数分解反应、氯化铵与碱的反应为吸热反应。 【典例7】（25-26高二上·上海·阶段练习）已知：反应。现分别取醋酸与溶液进行中和反应，用如图实验装置测定该反应的中和热，下列叙述正确的是 A．图中装置缺少铜丝搅拌棒 B．为了让反应充分进行，NaOH分三次倒入 C．优化该装置，正确操作后测定的反应热 D．用溶液更准确 【变式7-1】（25-26高二上·上海·期中）下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验目的的是 A．测定反应的中和热 B．判断和水反应是吸热反应还是放热反应 C．测定生成氧气的反应速率 D．测NaClO溶液的pH A．A B．B C．C D．D 【变式7-2】（25-26高二上·上海·期中）100mL0.50mol·L-1盐酸与100mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，下列说法正确的是 A．在测定中和热的实验中，至少需要测定温度2次 B．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测得的会偏大 C．用相同浓度、相同体积的硫酸溶液代替盐酸进行上述实验，放出的热量更多 D．中和热测定实验中为减少热量散失，NaOH溶液应分多次倒入量热计中 【变式7-3】（25-26高二上·上海·期中）化学是一门以实验为基础的科学，下列有关实验装置或操作合理的是 A．用图①进行中和热的测定实验时，氢氧化钠分批加入，测定的中和热数值误差更小 B．图②是测定盐酸物质的量浓度 C．图③是研究催化剂对化学反应速率的影响 D．图④用于定量测定H2O2的分解速率 题型08 电解法冶炼金属的原理应用 电解法冶炼金属的本质是利用 ，将金属化合物（熔融态或水溶液）中的金属阳离子还原为金属单质。 适用范围：适用于 （K、Ca、Na、Mg、Al等），这类金属的阳离子得电子能力极弱，无法用普通还原剂（如C、CO）还原，只能通过电解实现。 核心原理：电解熔融态金属化合物，金属阳离子在阴极得电子被还原为金属单质，阴离子在阳极失电子被氧化。 典型应用：① 冶炼钠：电解熔融NaCl，阴极反应：2Na⁺ + 2e⁻ = 2Na，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑；② 冶炼铝：电解熔融Al₂O₃（加入 降低熔点），阴极反应：Al³⁺ + 3e⁻ = Al，阳极反应：2O²⁻ - 4e⁻ = O₂↑；③ 注意：冶炼镁用熔融MgCl₂，不用MgO（熔点过高，成本高）。 关键提醒：电解时需使用熔融态金属化合物（活泼金属的盐、氧化物），水溶液中电解会优先电解水，无法得到金属单质；电解过程需要消耗大量电能，成本较高。 【典例8】（25-26高一上·上海·课后作业）从海水中提取镁的工业生产流程如下： 下列说法中错误的是 A．此法的优点之一是原料来源丰富 B．该提取镁的过程中复分解反应只发生了一次 C．步骤①②③的目的是从海水中提取无水MgCl2 D．步骤②中加盐酸的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O 【变式8-1】（24-25高二上·上海宝山·期中）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为 B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等 C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和 【变式8-2】（24-25高二上·上海宝山·开学考试）类推是化学学习和研究中常用的思维方法。下列类推错误的是 ①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al也可由电解熔融AlCl3制取 ②含离子键的物质叫离子化合物；则含共价键的物质叫共价化合物 ③1L 1mol/L NaCl溶液中含有NA个Na+；则1L 1mol/L的FeCl3溶液液中也含有NA个Fe3+ ④用pH试纸测溶液pH值时试纸必须干燥，则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差 A．①③ B．①③④ C．②③ D．①②③④ 【变式8-3】（2025·上海徐汇·二模）电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是 A．Na B．Cl2 C．H2 D．Cu / 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B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，同时放出热量，B不符合题意； C．碳酸钙高温分解生成CaO和CO2，该反应是吸热反应，C符合题意； D．甲烷的燃烧放出热量，为放热反应，D不符合题意； 故选C。 【变式1-3】（24-25高一下·上海·期末）下列变化中，属于吸热反应的是 A．Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 B．高温下碳酸钙分解 C．碳的不完全燃烧 D．金属钠投入水中 【答案】AB 【详解】A．Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合，属于吸热反应，故选A； B．高温下碳酸钙分解是吸热反应，故选B； C．碳的不完全燃烧生成一氧化碳，是放热反应，故不选C； D．金属钠投入水中上生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，故不选D； 选AB。 题型02 化学反应中能量变化与化学键的关系 化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，能量变化源于这两个过程的能量差。 化学键断裂：需要吸收能量（克服化学键间的作用力），是吸热过程；化学键形成：会释放能量，是放热过程。 能量差与反应类型：① 若断裂旧键吸收的能量 < 形成新键释放的能量，反应为放热反应；② 若断裂旧键吸收的能量 > 形成新键释放的能量，反应为吸热反应。 关键提醒：化学反应的能量变化取决于总能量差，与反应途径无关；化学键的强弱决定断裂/形成时的能量变化，键能越大，断裂时吸收的能量越多。 【典例2】（24-25高一下·上海·期末）化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为和反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是。 A．和反应放出的能量为180kJ B．和具有的总能量小于具有的总能量 C．通常情况下，和混合能直接生成NO D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水 【答案】B 【详解】A．反应中的能量变化，用反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量来判断，946kJ/mol+498kJ/mol-2×632kJ/mol=180kJ/mol，说明反应是吸热反应，故A错误； B．该反应是吸热反应，依据能量守恒可知，1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，故B正确； C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO，需要放电或高温的条件，故C错误； D．一氧化氮不是酸性氧化物，不能和氢氧化钠反应，故D错误； 故选B。 【变式2-1】（24-25高一下·上海·阶段练习）在催化剂作用下，与反应生成的历程如图所示(个别微粒未画出)，下列说法错误的是 A．分子的空间结构是直线形 B．在催化剂作用下，中的化学键未完全断裂 C．反应过程中碳元素的化合价发生了变化 D．生成的过程中有非极性键形成 【答案】D 【详解】A．分子的空间结构O=C=O，是直线形，A正确； B．根据图示，在催化剂作用下，中的化学键未完全断裂，B正确； C．反应过程中碳元素的化合价由+2变到了+4，发生了变化，C正确； D．生成的过程中有C=O键形成，没有形成非极性键，D错误； 故选D。 【变式2-2】（24-25高一下·上海·期中）下列说法错误的是 A．在同一反应中，焓变和反应热的数值相等 B．有化学键破坏的一定是化学反应，且一定伴随着能量的变化 C．一个化学反应中，反应物的焓小于生成物的焓时， D．反应体系向环境中释放能量，反应体系的焓会减小 【答案】B 【详解】A．在同一反应中在恒压条件下，焓变与反应热数值是相等的，A正确； B．许多物质的溶解都伴随着化学键的破坏，但不属于化学变化，如氯化钠的溶解，有离子键的破坏但不属于化学变化，B错误； C．一个化学反应中，反应物的焓大于生成物的焓时，反应放热，ΔH<0，反应物的焓小于生成物的焓时，反应吸热，ΔH>0，C正确； D．反应体系从环境吸收能量，反应体系的焓会增大，反应体系向环境中释放能量，反应体系的焓会减小，D正确； 故选B。 【变式2-3】（24-25高一下·上海·课后作业）化学反应中的能量变化常表现为热量变化，如有的反应为放热反应，有的为吸热反应，请从下列选项中选出对此解释合理的为 A．旧化学键断裂时吸收的能量高于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 B．旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应 C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应 D．在化学反应中需要使用催化剂的反应为放热反应 【答案】A 【详解】A．在化学反应中，断键吸热，成键放热。若断键吸收的热量大于成键放出的热量，则该反应为吸热反应，A正确； B．任何化学反应过程中都存在断裂反应物化学键和形成生成物化学键的过程。断裂反应物化学键会吸收热量，形成生成物化学键会释放热量，若旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量，则该反应为放热反应，B错误； C．化学反应需在一定条件下进行。反应类型是放热反应还是吸热反应与反应条件是否需要加热无关，有的放热反应也需在加热或高温条件下进行，如铝热反应，C错误； D．催化剂只能改变反应历程，降低反应的活化能，使化学反应在较低的条件下发生，但不能改变反应热，因此反应发生是否需要使用催化剂与反应类型是放热反应还是吸热反应无关，D错误； 故合理选项是A。 题型03 原电池的组成与工作原理 原电池是将化学能转化为电能的装置，核心是自发进行的氧化还原反应。 组成条件（缺一不可）：① 两个活泼性不同的电极（负极：活泼性强，发生氧化反应；正极：活泼性弱，发生还原反应）；② 电解质溶液（能电离出自由移动的离子，传导电荷）；③ 形成闭合回路（电极、电解质溶液、导线连接完整）；④ 自发进行的氧化还原反应（提供能量来源）。 工作原理：负极失去电子，发生氧化反应，电子通过导线流向正极；正极得到电子，发生还原反应，电解质溶液中离子定向移动，形成闭合回路，实现化学能向电能的转化。 简单判断：有外接导线、能产生电流的装置为原电池，区分于直接发生反应的置换反应装置。 【典例3】（24-25高一下·上海·期末）如下图，下列装置属于原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】原电池的构成条件：①活泼性不同的两个电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④自发的氧化还原反应。 【详解】A．Fe、C均不与KOH溶液反应，没有自发的氧化还原反应，不能形成原电池，A不符合题意； B．酒精不是电解质溶液，也没有自发的氧化还原反应，不能形成原电池，B不符合题意； C．C和Zn作电极，活动性不同，且Zn与稀硫酸反应，符合原电池的构成条件，能够形成原电池，C符合题意； D．缺少活泼性不同的两电极，不能形成原电池，D不符合题意； 答案选C。 【变式3-1】（24-25高一下·上海·期末）某课题小组了解了电池历史后，萌生了自己动手做一个电池的想法，为确保实验顺利进行，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】根据原电池原理，自发的氧化还原反应可被设计为原电池。 【详解】A．CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，各元素化合价均未变化，属于非氧化还原反应，无法设计为原电池，A错误； B．NaOH与HCl的中和反应无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，不能作为原电池反应，B错误； C．CaCO3高温分解为CaO和CO2，各元素化合价均未变化，属于非氧化还原反应，不符合原电池构成条件，C错误； D．Fe与CuCl2反应生成Cu和FeCl2，Fe元素化合价升高，Cu元素化合价降低，属于氧化还原反应，可设计为原电池，D正确； 故选D。 【变式3-2】（24-25高一下·上海·期末）某原电池总反应离子方程式：，不能实现该反应的是 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液 【答案】D 【详解】A．正极为Cu，负极为Fe，电解质FeCl3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，符合反应条件，能够实现。A不符合题意； B．正极为C，负极为Fe，电解质Fe(NO3)3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，符合反应条件，能够实现。B不符合题意； C．正极为Cu，负极为Fe，电解质Fe2(SO4)3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，Fe2(SO4)3提供Fe3+，符合反应条件，能够实现。C不符合题意； D．正极为Ag，负极为Fe，电解质CuSO4。电解质为Cu2+，导致反应变为Fe与Cu2+的反应（Fe+Cu2+=Fe2++Cu），与原反应无关，无法实现。D符合题意； 故选D。 【变式3-3】（24-25高一下·上海·期中）某课题小组了解了电池历史后，萌生了自己动手做一个电池的想法，为确保实验顺利进行，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．反应CaO+H2O=Ca(OH)2中无元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，不能设计为原电池反应，故A不选； B．NaOH+HCl=NaCl+H2O为中和反应，无元素的化合价变化，不能设计为原电池反应，故B不选； C．为吸热的分解反应，无元素的化合价变化，不能设计为原电池反应，故C不选； D．Fe+CuCl2=FeCl2+Cu为置换反应，属于氧化还原反应，且放热，可设计为原电池反应，故D选； 故答案为：D。 题型04 原电池电极反应式的书写 书写原则：遵循氧化还原反应规律，负极写氧化反应式（失电子），正极写还原反应式（得电子），两极反应式相加等于总反应式。 书写步骤：① 确定两极材料和电解质溶液，判断正、负极（活泼金属为负极，不活泼金属或非金属为正极）；② 分析负极：负极材料失电子，生成对应离子（注意结合电解质溶液判断产物，如在碱性溶液中，金属离子可能转化为氢氧化物）；③ 分析正极：电解质溶液中的氧化剂得电子，生成对应产物（如H⁺得电子生成H₂，Cu²⁺得电子生成Cu）；④ 配平电极反应式：兼顾电子守恒和电荷守恒，必要时配平原子（H、O常用H₂O配平）。 易错提醒：电极反应式需结合电解质溶液环境书写，不能脱离溶液类型；电子符号（e⁻）不能遗漏，负极失电子写在方程式右侧，正极得电子写在左侧。 【典例4】（24-25高一下·上海普陀·期末）锌铜原电池的装置如图所示。下列有关说法错误的是 A．锌片发生氧化反应作负极 B．铜片换成石墨棒，电流计G指针依然会同向发生偏转 C．铜片上的电极反应为：，铜片质量不变 D．电子先从锌片沿导线流向铜片，再经过溶液流回锌片，形成闭合回路 【答案】D 【分析】锌铜原电池中锌活泼，故锌发生失电子的氧化反应，做负极，铜作正极。 【详解】A．锌比铜活泼，故锌发生失电子的氧化反应，做负极，故A正确； B．铜片换成石墨棒，总反应不变，石墨棒仍为正极，故电流计指针依然会同向发生偏转，故B正确； C．铜片上氢离子得电子生成氢气，故电极反应式为，铜片质量不变，故C正确； D．电子不能经过溶液，故D错误； 故选D。 【变式4-1】（24-25高一上·上海普陀·期末）某化学兴趣小组学习原电池知识后，决定用其原理，尝试利用铁粉、活性炭、无机盐等物质开发产品，小组提出的设想或对原理的理解不正确的是（  ） A．打算制成小包装用于糕点的脱氧剂 B．利用反应放出热量的原理制成暖宝宝 C．调整电池结构，可降低温度，可用于延长糕点保质期 D．正极的电极反应为：2H2O+O2+4e→4OH- 【答案】C 【详解】A．铁为负极，被氧化生成Fe2+，Fe2+具有还原性，可制成小包装用于糕点的脱氧剂，选项A正确； B．铁与氧气、水形成原电池反应，铁生锈的过程是放热反应，选项B正确； C．反应放热，不能降低温度，选项C错误； D．正极上氧气得电子被还原，电极方程式为2H2O+O2+4e-=4OH-，选项D正确． 答案选C。 【变式4-2】（24-25高三上·上海杨浦·期中）如图，将一根较纯的铁棒垂直没入水中，由于深水处溶氧量较少，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法错误的是（   ） A．该腐蚀过程属于电化腐蚀 B．铁棒AB段电极反应为O2 + 2H2O+ 4e-→ 4OH－ C．铁棒AB段是负极，BC段是正极 D．产生此现象的根本原因是铁棒所处化学环境的不同 【答案】C 【分析】铁板在水溶液中发生吸氧腐蚀，属于原电池，BC段作原电池负极、AB段作原电池正极，据此解答。 【详解】铁板在水溶液中发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，BC段作原电池负极、AB段作原电池正极。 A、铁板在水溶液中发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故A正确； B、依据分析可知，AB段为原电池的正极，发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B正确； C、由于AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重，故BC段作原电池负极、AB段作原电池正极，故C错误； D、此原电池的构成是由于铁棒所处的化学环境不同，故D正确。 答案选C。 【点睛】本题考查金属的吸氧腐蚀，明确各个电极上发生的反应及离子移动方向即可解答，会正确书写电极反应式，知道铁锈的成分。 【变式4-3】（2025·上海崇明·一模）如图所示，甲乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同，则两装置中相同的是（　　） A．在碳电极上所发生的电极反应 B．在铁电极附近的溶液先变红色 C．铁极与导线连接处的电流方向 D．碳电极既不会变大也不会减小 【答案】D 【详解】A．甲中形成原电池，石墨电极为正极，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，乙中形成电解池，石墨是阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应不同，故A错误； B．甲中形成原电池，石墨电极为正极，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，则石墨电极附近的溶液先变红色，乙中形成电解池，铁是阴极，氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，则在铁电极附近的溶液先变红色，故B错误； C．甲中形成原电池，电流由正极石墨经导线流向铁，乙中形成电解池，电流由铁流向负极，则铁极与导线连接处的电流方向不同，故C错误； D．甲乙装置，碳电极都没有参加反应，甲中石墨电极为正极，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，乙中石墨是阳极，氯离子放电生成氯气，则碳电极既不会变大也不会减小，故D正确； 故选：D。 题型05 铝热反应的原理与应用 铝热反应属于放热反应，本质是铝的还原性，在高温下置换出金属氧化物中的金属。 核心原理：2Al + Fe₂O₃ 高温 Al₂O₃ + 2Fe（典型反应），反应中Al作还原剂，金属氧化物（如Fe₂O₃、Cr₂O₃、V₂O₅等）作氧化剂，反应放出大量热，温度可达2000℃以上。 反应条件：需要高温引燃（常用镁条和氯酸钾作引燃剂，镁条燃烧提供高温，氯酸钾分解助燃）。 主要应用：① 冶炼难熔金属（如Cr、V、Mn等，这些金属难以用常规热还原法冶炼）；② 焊接钢轨（利用反应放出的热量，使熔化的铁水填充钢轨缝隙，冷却后凝固连接）；③ 野外应急焊接（简易铝热反应装置可用于紧急修复）。 注意事项：铝热反应反应剧烈、放热多，操作时需注意安全，远离易燃物。 【典例5】（24-25高一下·上海·期末）下列反应可以表示如图的能量变化的是 A．Al和的铝热反应 B．与的反应 C．NaOH溶液与溶液反应 D．甲烷在中的燃烧反应 【答案】B 【详解】图示代表的反应是吸热反应； A．Al和的铝热反应是放热反应，故A错误； B．与的反应是吸热反应，故B正确； C．NaOH溶液与溶液的中和反应是放热反应，故C错误； D．甲烷在O2中的燃烧反应是放热反应，故D错误； 故选B。 【变式5-1】（24-25高一下·上海松江·期末）下列化学反应中的能量变化与图中所示不符合的是 A．铝热反应 B．生石灰与水反应 C．铁粉与硫粉加热反应 D．氯酸钾分解制氧气 【答案】D 【分析】由图可知，题给反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。 【详解】A．铝热反应为放热反应，故A正确； B．生石灰与水反应放出大量热，故B正确； C．铁粉与硫粉加热反应过程中生成硫化亚铁，为放热反应，故C正确； D．氯酸钾加热分解制氧气的反应为吸热反应，故D错误； 故选D。 【变式5-2】（24-25高一下·上海浦东新·期末）有关反应热效应的说法正确的是 A．铝热反应是放热反应 B．氧化还原反应都属于放热反应 C．需要加热的反应都是吸热反应 D．有化学键断裂的反应是吸热反应 【答案】A 【详解】A．铝热反应是剧烈的放热反应，放出的热量能使生成的铁熔化为铁水，用于焊接钢轨，故A正确； B．氧化还原反应与反应吸放热之间无必然关系，氧化还原反应既可能是放热反应也可能是吸热反应，如氢气的燃烧为放热反应，而C与CO2反应生成CO为吸热反应，故B错误； C．需要加热的反应不一定是吸热反应，如煤炭的燃烧需要加热，却是放热反应，故C错误； D．任何反应均有化学键的断裂，故有化学键断裂的不一定是吸热反应，还可能是放热反应，故D错误； 答案选A。 【变式5-3】（24-25高一下·上海徐汇·阶段练习）下列化学反应的能量变化与如图所示相符的是 A．铝热反应 B．钠与水的反应 C．电解饱和氯化钠溶液 D．铁粉与硫粉加热发生反应 【答案】C 【分析】从图中可以看出 ，该反应生成物总能量高于反应物总能量，为吸热反应。 【详解】A．铝热反应为放热反应，A错误； B．钠与水的反应为放热反应，B错误； C．电解饱和氯化钠溶液是吸热反应，C正确； D．铁粉与硫粉加热发生反应是化合反应，属于放热反应，D错误； 故选C。 题型06 常见化学电源的分类及特点 化学电源是基于原电池原理制成的实用装置，按是否可重复使用分为一次电池和二次电池，还有高效的燃料电池。 一次电池（不可充电，放电后不能再使用）：① 干电池（锌锰电池）：负极Zn，正极石墨，电解质为糊状氯化铵，特点是结构简单、价格低廉，放电过程中电压逐渐下降；② 碱性锌锰电池：电解质为碱性溶液，比普通干电池容量大、放电稳定，使用寿命更长。 二次电池（可充电，放电时为原电池，充电时为电解池）：① 铅蓄电池：负极Pb，正极PbO₂，电解质为稀硫酸，特点是可重复使用、放电稳定，常用于汽车启动电源；② 锂电池：体积小、容量大、寿命长，常用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备。 燃料电池：如氢氧燃料电池，燃料（H₂）在负极氧化，氧化剂（O₂）在正极还原，电解质为酸性或碱性溶液，特点是能量转化率高、无污染，常用于新能源汽车。 【典例6】（24-25高一下·上海浦东新·期中）锂是一种重要的碱金属，2021年发射升空的神舟十三号飞船的储能系统使用了锂电池。下列关于说法错误的是 A．碱性： B．熔点： C．稀硫酸可以作为锂电池的电解质溶液 D．锂电池具有安全、电容量大的优点 【答案】C 【详解】A．Li、Na属于同一主族，从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，金属性Li＜Na，则碱性：LiOH＜NaOH，故A说法正确； B．碱金属元素从上到下，熔沸点降低，因此熔点Li＞Na，故B说法正确； C．锂能与稀硫酸中的水、硫酸反应生成氢气，因此稀硫酸不可以作为锂电池的电解质溶液，故C说法错误； D．锂密度小，锂电池能量密度高，具有安全、电容量大的优点，故D说法正确； 答案为C。 【变式6-1】（24-25高一下·上海·课后作业）下列说法中错误的是 A．燃料电池的反应物必须储存在电池的内部 B．锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池 C．锂电池是新一代可充电电池 D．二次电池的充电是电能转变为化学能 【答案】A 【详解】A．燃料电池的反应物不需要储存在电池的内部，A项错误； B．锌锰干电池为依次电池不能充电而铅蓄电池为二次电池可充电重复利用，B项正确； C．锂电池由于其高的能量比称为新一代的可充电电池，C项正确； D．二次电池充电即电解池将电能转化为化学能，D项正确； 故选A。 【变式6-2】（24-25高一下·上海浦东新·期末）某化学兴趣小组将锌片和铜片插入番茄中制成水果电池(如图)，下列叙述正确的是 A．该装置是把电能转化为化学能 B．铜片上发生还原反应 C．电子由铜片通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极 【答案】B 【分析】由图可知，锌片和铜片插入番茄中，通过外导线连接形成原电池，锌比铜活泼，失电子发生氧化反应生成Zn2＋，则锌作负极，铜作正极，负极反应为Zn−2e−＝Zn2＋，正极上有机酸得电子，发生还原反应生成氢气，原电池工作时，电子由负极经导线流向正极，据此分析解答。 【详解】A．此装置为原电池，将化学能转化为电能，A项错误； B．该原电池工作时，铜作正极，正极上有机酸得电子，发生还原反应，B项正确； C．原电池工作时，电子由负极锌片经导线流向正极铜片，C项错误； D．锌比铜活泼，发生失电子的反应生成Zn2＋，则锌作负极，D项错误； 答案选B。 【变式6-3】（24-25高一下·上海·阶段练习）美国加州Miramar海军航空站安装了一台250kW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600～700℃，所用燃料为，电解质为熔融的。该电池的总反应为，负极反应为，则下列推断中正确的是 A．正极反应： B．放电时向负极移动 C．放电时电子沿导线向负极移动 D．当电池生成1mol 时，转移4mol电子 【答案】B 【详解】A．在燃料电池中，O2在正极上得到电子被还原产生，电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2，A错误； B．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电池放电时向正电荷较多的负极移动，B正确； C．放电时电子由负极沿导线向正极移动，C错误； D．根据总反应方程式2H2+O2=2H2O可知：当有2 mol H2反应 (即有2 mol H2O生成)时转移4 mol电子，则当电池生成1 mol H2O时，转移2 mol电子，D错误； 故选B。 题型07 化学反应能量变化的实验探究 实验核心：通过实验现象（温度变化、气体产生等）探究化学反应的能量变化，判断反应是吸热还是放热。 常见实验：① 酸碱中和反应的能量变化：向烧杯中加入稀盐酸，逐滴加入NaOH溶液，用玻璃棒搅拌，观察温度计示数变化（示数升高，说明是放热反应）；② 氯化铵与氢氧化钡晶体的反应：将两种固体混合搅拌，观察烧杯外壁温度变化（温度降低，烧杯壁变凉，说明是吸热反应），可结合玻璃片与烧杯的粘连现象验证。 实验注意事项：① 温度计使用前需调零，测量时玻璃泡不能接触烧杯内壁；② 混合试剂时搅拌要均匀，确保反应充分进行；③ 吸热反应实验需在隔热装置中进行（或减少热量散失），避免外界温度干扰实验现象。 实验结论：多数化合反应、酸碱中和反应、燃烧反应为放热反应；多数分解反应、氯化铵与碱的反应为吸热反应。 【典例7】（25-26高二上·上海·阶段练习）已知：反应。现分别取醋酸与溶液进行中和反应，用如图实验装置测定该反应的中和热，下列叙述正确的是 A．图中装置缺少铜丝搅拌棒 B．为了让反应充分进行，NaOH分三次倒入 C．优化该装置，正确操作后测定的反应热 D．用溶液更准确 【答案】C 【详解】A．中和热测定需用环形玻璃搅拌棒，铜丝为热的良导体，会导致热量损失，装置中不应使用铜丝搅拌棒，A错误； B．中和热测定需减少热量损失，NaOH应一次性快速倒入，分三次倒入会增加热量散失，造成实验误差，B错误； C．醋酸为弱酸，电离过程吸热，与NaOH反应时放出的热量小于强酸强碱中和，ΔH为负值，放出热量越少则ΔH越大，优化该装置，正确操作后测定的反应热ΔH>-57.3 kJ/mol，C正确； D．为保证醋酸完全反应，NaOH应稍过量，使用0.50 mol/L NaOH可能因醋酸未完全反应导致误差，D错误； 故选C。 【变式7-1】（25-26高二上·上海·期中）下列实验装置(部分夹持装置略)或操作能达到相应实验目的的是 A．测定反应的中和热 B．判断和水反应是吸热反应还是放热反应 C．测定生成氧气的反应速率 D．测NaClO溶液的pH A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．测定中和热需用玻璃搅拌棒以避免热量散失，而装置中使用纯铜搅拌器，铜为热的良导体，会导致热量通过搅拌棒传递而损失，无法准确测定中和热，A不符合题意； B．Na和水反应放热，锥形瓶内空气受热膨胀，U形管中红墨水左低右高，可证明反应为放热反应，B符合题意； C．使用长颈漏斗，可能导致生成的O2从漏斗逸出，注射器无法准确收集气体体积，且没有计时装置，不能测定生成氧气的反应速率，C不符合题意； D．NaClO具有漂白性，能使pH试纸颜色褪去，不能用pH试纸测定其pH值，且pH试纸不能直接伸入溶液中测量pH，D不符合题意； 故答案选B。 【变式7-2】（25-26高二上·上海·期中）100mL0.50mol·L-1盐酸与100mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，下列说法正确的是 A．在测定中和热的实验中，至少需要测定温度2次 B．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测得的会偏大 C．用相同浓度、相同体积的硫酸溶液代替盐酸进行上述实验，放出的热量更多 D．中和热测定实验中为减少热量散失，NaOH溶液应分多次倒入量热计中 【答案】B 【详解】A．在测定中和热的实验中，需要测量酸和碱的初始温度，至少各一次，以及反应后的最高温度，且需要重复做3次实验，因此至少需要记录9次温度，A错误； B．铜的导热性优于玻璃，使用铜制搅拌棒会导致热量散失加快，测得的温度差偏小，计算出的中和热绝对值偏小，但为负值，因此测得的会偏大，B正确； C．用相同浓度、相同体积的硫酸溶液代替盐酸进行上述实验，反应中氢氧化钠不足，实验中实际参与反应的和的物质的量相等，均为0.05 mol，生成水的量相同，放出的热量相同，C错误； D．分多次倒入NaOH溶液会延长操作时间，导致热量散失更多，正确操作应为一次性快速倒入，D错误； 故答案选B。 【变式7-3】（25-26高二上·上海·期中）化学是一门以实验为基础的科学，下列有关实验装置或操作合理的是 A．用图①进行中和热的测定实验时，氢氧化钠分批加入，测定的中和热数值误差更小 B．图②是测定盐酸物质的量浓度 C．图③是研究催化剂对化学反应速率的影响 D．图④用于定量测定H2O2的分解速率 【答案】B 【详解】A．中和热测定时，NaOH应一次性快速加入以减少热量损失，分批加入会导致热量散失增加，测定误差增大，A错误； B．NaOH标准溶液应使用碱式滴定管盛放，用酚酞作指示剂，滴定终点的现象是：滴入半滴NaOH标准溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不变色，B正确； C．图中两试管温度不同，一支试管未使用催化剂、一支试管使用FeCl3作催化剂，存在温度和催化剂两个变量，无法通过观察气泡速率研究催化剂对反应速率的影响，C错误； D．长颈漏斗下端未伸入液面以下，H2O2分解产生的O2会从长颈漏斗逸出，导致注射器收集气体体积偏小，无法定量测定H2O2的分解速率，D错误； 故答案选B。 题型08 电解法冶炼金属的原理应用 电解法冶炼金属的本质是利用电解原理，将金属化合物（熔融态或水溶液）中的金属阳离子还原为金属单质。 适用范围：适用于活泼金属（K、Ca、Na、Mg、Al等），这类金属的阳离子得电子能力极弱，无法用普通还原剂（如C、CO）还原，只能通过电解实现。 核心原理：电解熔融态金属化合物，金属阳离子在阴极得电子被还原为金属单质，阴离子在阳极失电子被氧化。 典型应用：① 冶炼钠：电解熔融NaCl，阴极反应：2Na⁺ + 2e⁻ = 2Na，阳极反应：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑；② 冶炼铝：电解熔融Al₂O₃（加入冰晶石降低熔点），阴极反应：Al³⁺ + 3e⁻ = Al，阳极反应：2O²⁻ - 4e⁻ = O₂↑；③ 注意：冶炼镁用熔融MgCl₂，不用MgO（熔点过高，成本高）。 关键提醒：电解时需使用熔融态金属化合物（活泼金属的盐、氧化物），水溶液中电解会优先电解水，无法得到金属单质；电解过程需要消耗大量电能，成本较高。 【典例8】（25-26高一上·上海·课后作业）从海水中提取镁的工业生产流程如下： 下列说法中错误的是 A．此法的优点之一是原料来源丰富 B．该提取镁的过程中复分解反应只发生了一次 C．步骤①②③的目的是从海水中提取无水MgCl2 D．步骤②中加盐酸的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O 【答案】B 【分析】从海水中提取镁的工业生产流程中的反应原理为： ；；；据此作答。 【详解】A．此法的优点之一是原料（贝壳、海水）来源丰富，A正确； B．依据分析可知该提取镁的过程中步骤①和②都发生了复分解反应，B错误； C．由流程图可知步骤①②③的目的是从海水中提取无水MgCl2，C正确； D．步骤②主要发生的反应为，属于离子反应，其离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O，D正确； 故答案选B。 【变式8-1】（24-25高二上·上海宝山·期中）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为 B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等 C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和 【答案】C 【分析】金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，电解时粗镍作阳极，发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，纯镍作阴极，电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4溶液作电解质溶液，据此分析解题： 【详解】A．由分析可知，阳极发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，A错误； B．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，根据电子守恒可知，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不一定相等，B错误； C．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，故Cu、Pt不放电，则电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt，C正确； D．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4为电解质溶液，则电解后，溶液中存在的金属阳离子主要有Ni2+，还含有和，D错误； 故答案为：C。 【变式8-2】（24-25高二上·上海宝山·开学考试）类推是化学学习和研究中常用的思维方法。下列类推错误的是 ①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al也可由电解熔融AlCl3制取 ②含离子键的物质叫离子化合物；则含共价键的物质叫共价化合物 ③1L 1mol/L NaCl溶液中含有NA个Na+；则1L 1mol/L的FeCl3溶液液中也含有NA个Fe3+ ④用pH试纸测溶液pH值时试纸必须干燥，则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差 A．①③ B．①③④ C．②③ D．①②③④ 【答案】D 【详解】①氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝不含自由移动的铝离子，电解熔融的氧化铝来制取金属铝，故错误； ②全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则含共价键的物质不一定是共价化合物，例如碳酸氢钠等，故错误； ③铁离子在溶液中要水解，1L1mol•L-1的FeCl3溶液中含有Fe3+小于1mol，故错误； ④pH试纸在使用之前不能用蒸馏水润湿，否则测定的是稀释以后溶液的pH值，但是如果测定纯水的pH时，不会影响结果，故错误。 故答案选D。 【变式8-3】（2025·上海徐汇·二模）电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是 A．Na B．Cl2 C．H2 D．Cu 【答案】A 【详解】A．Na的制备是电解熔融的氯化钠溶液，2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，A符合题意； B．工业上制备Cl2是电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，B不合题意； C．工业上制备H2可以电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，C不合题意； D．工业上电解CuSO4溶液可以制备Cu，2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，D不合题意； 故答案为：A。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $