2024江苏化学高考复习十 化学反应与电能 (含答案)

专题十化学反应与电能

五年高考

A组本地区高考题

考点1原电池原理及其应用

1.（2015江苏单科，10,2分）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

（）

电极A

coj^4|—

催

化

重

整

见+山。阐

催化剂

A.反应CHI+H20△3H2+C0,每消耗1molCH,转移12mol电子

B.电极A上Hz参与的电极反应为H2+20H-2e-^2H20

C.电池工作时,COT向电极B移动

D.电极B上发生的电极反应为02+2C02+4e===2C0j-

答案D

2.（2020江苏单科,20,14分）COJHCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。

（DCO?催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHC03溶液（C0,与KOH溶液反应制得）中通入H2生成

HCOO,其离子方程式为;其他条件不变,HCO3转化为HCOO的转化率随

温度的变化如图1所示。反应温度在40~80°C范围内，HCO3催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因

是

40

20406080100120_

温度/弋图1

（2）HC00H燃料电池。研究HC00H燃料电池性能的装置如图2所示,两电极区间用允许K、H,通过的半

透膜隔开。

半透膜

图2

①电池负极电极反应式为;放电过程中需补充的物质A

为（填化学式）。

②图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与0?的反应,将化学能转化为电能,其反应的离

子方程式为。

（3）HC00H催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成C0,和乩可能的反应机理如图3所示。

①HCOOD催化释氢反应除生成CO?外,还生成（填化学式）。

②研究发现:其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳,其具体优点

是O

催化剂

答案（l）HC0g+H2HCOO+H2O

温度升高反应速率增大,温度升高催化剂的活性增强

（2）①HC00+20H-2e-^HCO3+H20H2soi

②2HC00H+20H2HCO3+2H20或2HC00+02^2HCO3

⑶①HD②提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度

考点2电解原理及其应用

1.（2021江苏，12,3分）通过下列方法可分别获得压和6:①通过电解获得NiOOH和H2（装置示意图如图

所示）；②在90℃将NiOOH与上0反应生成Ni（OH）,并获得下列说法正确的是（）

A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小

B.电解时阳极电极反应式:Ni（0H）2+0H-e^^^i00H+H20

通电

C.电解的总反应方程式:240-2出f+02t

D.电解过程中转移4mol电子,理论上可获得22.4L02

答案B

2.（2019江苏单科,20,14分）C02的资源化利用能有效减少C02排放,充分利用碳资源。

（DCaO可在较高温度下捕集C02,在更高温度下将捕集的CO?释放利用。CaC20,•H20热分解可制备

CaO,CaGOi•HQ加热升温过程中固体的质量变化如图1。

02004006008001000

温度一

图1

①写出400^600℃范围内分解反应的化学方程式:。

②与CaCQ,热分解制备的CaO相比,CaC。•H20热分解制备的CaO具有更好的C0?捕集性能,其原因

是O

(2)电解法转化C02可实现C02资源化利用。电解CO?制HCOOH的原理示意图如图2。

2

①写出阴极CO?还原为HCOO的电极反应式:

②电解一段时间后，阳极区的KHCQ,溶液浓度降低,其原因

是_______________________________________________

(3)C0］催化加氢合成二甲醛是一种CO?转化方法,其过程中主要发生下列反应:

1

反应I:C02(g)+H2(g)---CO(g)+H20(g)A11=41.2kJ-mor

1

反应n:2C02(g)+6H2(g)^=CHSOCH3(g)+3H20(g)AH=-122.5kJ-mol

在恒压、CO?和也的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CHQC%的选择性随温度的变化如图

2xCH30cH3的物质的量

3。其中:CH30cH3的选择性=X100%

反应的C02的物质的量

①温度高于300℃,CO/平衡转化率随温度升高而上升的原因

是。

②220℃时,在催化剂作用下C0?与反应一段时间后,测得CH30cH3的选择性为48%(图中A点)。不改

变反应时间和温度,一定能提高CHQCH：,选择性的措施

有。

400~600七

答案(1)①CaGOiCHCOB+COt

②CaCzO,•H20热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔

⑵①CO2+H'+2e=-HCOO或C0z+HC()3+2e==HCOO+CO/②阳极产生O2,pH减小,HCO3浓度降低;K

部分迁移至阴极区

(3)①反应I的AIDO,反应II的AMO,温度升高使CO,转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为

CH30cH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度②增大压强、使用对反应H催化活性更高的催

化剂

3.(2014江苏单科,20,14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫

单质有多种方法。

电极H,电极

.1；/

阳离子交换膜

(1)将烧碱吸收H2s后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下

反应:

S~-2e---S(n-1)S+S"---S„"

①写出电解时阴极的电极反应式：。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成o

(2)将H2s和空气的混合气体通入FeCh、FeCk、CuCk的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所

/O

①在图示的转化中，化合价不变的元素是•

②反应中当有1molH2s转化为硫单质时，保持溶液中Fe”的物质的量不变,需消耗02的物质的量

为。

③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,

可采取的措施有。

(3)H.S在高温下分解生成硫蒸气和乩。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分

数如图所示,H£在高温下分解反应的化学方程式为

(

史

燕

上

还

母

”

!1

即

那

答案(1)①2H#+2e-H21+20H「②Sr+2H'^(n-l)SI+H2st

⑵①Cu、H、Cl（或铜、氢、氯）②0.5mol③提高混合气体中空气的比例

,、高温

（3）2H2S^^2H2+S2

考点3金属的腐蚀与防护

1.（2020江苏单科,11,4分）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所

示的情境中，下列有关说法正确的是（）

|钢铁设施金属M

L™）（阳极）

A.阴极的电极反应式为Fe-2e—Fe2+

B.金属M的活动性比Fe的活动性弱

C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护

D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快

答案C

2.（2019江苏单科，10,2分）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中，进行

铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（）

铁、炭混合物

A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e'—Fe"

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀

答案C

B组其他地区高考题

考点1原电池原理及其应用

1.（2023新课标，10,6分）一种以V2O5和Zn为电极、Zn（CF3so心水溶液为电解质的电池,其示意图如下

所示。放电时,Zn?'可插入VQ层间形成ZnNQ.nHa。下列说法错误的是（）

放心

萩

Zn(CF,SOa水溶液

A.放电时VQ为正极

B.放电时Zn?’由负极向正极迁移

C.充电总反应:xZn+VQ+nHzO^ZnsV2O5•nll.1O

2t

D.充电阳极反应：ZnMOs•nH20-2xe-xZn+V2O5+nH2O

答案C

2.（2022湖南,8,3分）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂一海水电池构造示意图如下。下列说

法错误的是（）

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应:2H?0+2e——20H+H2f

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂一海水电池属于一次电池

答案B

3.（2022广东，16,4分）科学家基于CL易溶于CC1,的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电

池,可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为：

NaTi2（P01）3+2Na'+2e===Na3Ti2（P0,）3

下列说法正确的是（）

A.充电时电极b是阴极

B.放电时NaCl溶液的pH减小

C.放电时NaCl溶液的浓度增大

D.每生成1molCl2,电极a质量理论上增加23g

答案C

4.（2022辽宁，14,3分）某储能电池原理如图。下列说法正确的是（）

俯视图

C1/CC1,

多孔活性炭电极

Na（：l/H,0

A.放电时负极反应：Na3Ti2（P0）3—2e-—NaTi2（P0,）3+2Na

B.放电时Cl透过多孔活性炭电极向CCL中迁移

C放电时每转移1mol电子,理论上CCL吸收0.5molCl2

D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大

答案A

5.（2021辽宁，10,3分）如图,某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bio下列说法正确的是

（）

极：液态Li/泡沫Ni

二熔融LiQ和KC1

一、极：液态Sb-Bi-Sn

二不锈钢外壳

A.放电时,M电极反应为Ni-2e

B.放电时,Li'由M电极向N电极移动

C.充电时,M电极的质量减小

D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e===3Li'+Bi

答案B

6.（2021福建,9,4分）催化剂TAPP-Mn（II）的应用，使Li-CO,电池的研究取得了新的进展。Li-CO/电池

结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。

Li,CO,+C

TAPP-Mn(II)一

COrL?,e-/

•IJCO,

/

CO2.Li\e

V

Li,CO,'-“CO'CO2.Li\e-

下列说法错误的是（）

A.Li-C02电池可使用有机电解液

B.充电时,Li'由正极向负极迁移

C.放电时，正极反应为3C02+4Li^4e===2Li2C03+C

D.ZiCO?、*C0、*LiCa和C都是正极反应的中间产物

答案D

考点2电解原理及其应用

1.（2023辽宁,7,3分）某无隔膜流动海水电解法制也的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制

Oz产生。下列说法正确的是（）

A.b端电势高于a端电势

B.理论上转移2mole生成4gH2

C.电解后海水pH下降

D.阳极发生:Cr+H2O-2e、~=HClO+Ff

答案D

2.（2022广东，10,2分）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现A1

的再生。该过程中（）

A.阴极发生的反应为Mg-2e「^=Mg"

B.阴极上Al被氧化

C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥

D.阳极和阴极的质量变化相等

答案C

3.（2022海南,9,4分）一种采用HQ（g）和N?（g）为原料制备NFL（g）的装置示意图如下。下列有关说法正

确的是（）

JI工作"电源|'

ifo2-0

J

°L_H2O

-----'U-----r-N,

固体氧化物电解质

A.在b电极上,Nz被还原

B.金属Ag可作为a电极的材料

C.改变工作电源电压,反应速率不变

D.电解过程中，固体氧化物电解质中02不断减少

答案A

4.（2022湖北,14,3分）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P（CN）J,过程如图所

示（Me为甲基）。下列说法正确的是（）

A.生成1molLi生（CN）2],理论上外电路需要转移2mol电子

B.阴极上的电极反应为P,+8CN-4e===4[P（CN）2]

C.在电解过程中CN向伯电极移动

D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH

答案D

5.（2022山东，13,4分）（双选）设计如图装置回收金属钻。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸

盐生成C02,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoOMs）转化为Co",工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶

液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（）

A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

C.乙室电极反应式为LiCo02+2HQ+e===Li+Co2，+40H

D.若甲室Co"减少200mg,乙室Co,增加300mg,则此时已进行过溶液转移

答案BD

考点3金属的腐蚀与防护

L（2022广东，11,4分）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放

入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是（）

A.加入AgNOs溶液产生沉淀

B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现

C.加入KSCN溶液无红色出现

D.加入K,[Fe（CN）6]溶液无蓝色沉淀生成

答案D

2.（2017课标1,11,6分）支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理

如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）

宜流电源

钢管桩

高硅铸铁

海水

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

答案C

三年模拟

A组基础题组

考点1原电池原理及其应用

1.（2023苏锡常镇四市一调，10）如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是（）

-I用电器I—

V

有机物/

（4乩“。》）

产一(YOHb

coAIP\以0；

A.N极为负极,发生氧化反应

B.电池工作时,N极附近溶液pH减小

C.M极发生的电极反应为（C6HH）（）5）:24ne+7nH2。—6nC02f+24nH-

D.处理0.1molCnOM时，有1.4molH’从交换膜左侧向右侧迁移

答案C

2.（2022靖江高级中学、丹阳中学、沐阳中学三校12月联考，11）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加

入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

质子交换膜

A.加入HN03降低了正极反应的活化能

B.电池工作时正极区溶液的pH降低

C.1molCH3cH20H被完全氧化时有3molO2被还原

:

D.负极反应为CH3CH20H+3H20-12e==2c0?t+12H'

答案B

3.（2021南师附中、天一中学、海安中学、海门中学12月四校联考，12）现有Fe-C微型原电池如图所

示，用于除去废水中的HCOOH,向废水中通入空气后生成HzOz,H◎与HCOOH反应生成CO,。以下说法不正

确的是（）

A.该电池不能在高温下工作

B.正极电极反应式:HQ+Ze+ZH'^---2HQ

C.若不通入空气，则可能产生氨气

D.H2O2处理废水生成二氧化碳的化学方程式:HCOOH+H。^~=CO?t+2HQ

答案B

考点2电解原理及其应用

1.（2023南京、盐城二模,8）一种电解法制备NaFeO,的装置如图所示。下列说法正确的是（）

阴离子交换膜

“OH溶液NaOH溶灌

A.电解时化学能转化为电能

B.电解时应将伯电极与直流电源正极相连

C.电解过程中转移2mole,理论上可获得标准状况下的411.2L

D.电解时铁电极反应式:Fe-6e+80H「^FeOf+4HQ

答案D

2.（2022苏北四市调研，10）乩。2是常用的绿色氧化剂,可用如图所示装置电解HQ和0?制备HQ”下列

说法不正确的是（）

高效选择性征化剂施子交换膜

A.A移向a电极

B.装置工作过程中a电极消耗的大于b电极生成的02

+

C.b电极的电极反应式为2H20-4e---021+4H

D.电解生成1molDOz时，电子转移的数目为4X6.02X1023

答案D

3.（2022连云港二调，12）利用电解可以实现烟气中氮氧化物的脱除，同时可以将甲烷转化成乙烯，工作

原理如图所示。下列说法正确的是（

A.电解时，电极A与电源的正极相连

B.电解时,02由电极B向电极A迁移

C.电极B上的电极反应式为2CHi+4e+20^^CJh+2Hq

D.若要脱除1molNO?,理论上需通入CHi的物质的量为2mol

答案D

4.（2021江苏第一次适应性考试,9）利用电解法将CO2转化为CH,的原理如图所示。下列说法正确的是

(）

A.电解过程中,I「由a极区向b极区迁移

B.电极b上反应为C02+8HC03-8e^^CH,+8CO歹+2H2

C.电解过程中化学能转化为电能

D.电解时NaBO」溶液浓度保持不变

答案A

5.（2022宿迁中学、句容中学、海安中学三校联考，H）工业上采用惰性电极电解LMnO,溶液得KMnO」。

下列说法正确的是（）

带性电极,______§、惜性电极

\I1/

K,MnO4

沼液KOH

溶液

离子交换膜

A.电解过程中阴极附近溶液pll逐渐减小

B.电解过程中，化学能主要转化为电能

C.离子交换膜应采用阴离子交换膜

D.与歧化法相比，电解法优点为产率高,产品易分离,缺点为能耗高

答案D

考点3金属的腐蚀与防护

（2023南京六校联合调研,7）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A.Al（0H）,具有两性,可用作塑料制品的阻燃剂

B.H◎具有强氧化性,可用于杀菌消毒

C.炭黑硬度大,可用于电极材料

D.铜的金属活动性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率

答案B

B组综合题组

1.（2023扬州中学开学摸底,8）利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是

（）

A.该电池能在高温下工作

B.该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极

C.A电极是负极，电极反应式为H-2e==VS/V+2H1

D.电池工作过程中,H.从右室通过质子交换膜移动到左室

答案C

2.（2023南通崇川等五地3月月考,9）双极膜是一种离子交换膜,在电场作用下能将中间层的水分子解

离成H'和0H,并分别向两极移动。一种用双极膜电解法制取NaBrU和丁二酸的装置如图所示。

下列说法正确的是（）

A.b极应与直流电源的负极相连

B.a极上的电极反应为H00CCH=CHC00H+2H'-2e—H00CCH2CH2C00H

C.外电路中每转移1mol电子,双极膜中有1mol水解离

D.电解一段时间后，若溶液中Br不足,则b极处可能有FL产生

答案C

3.（2022盐城三模，12）氨热再生电池工作原理如图所示,下列说法正确的是（）

A.电池工作时，电能主要转化为化学能

B.SOf迁移方向：电极b—电极a

2（

C.电极a上的反应为Cu+2e+4NFL-=[Cu（NH3）4]

D.理论上消耗NH32.24L,电极b析出1.6gCu

答案B

4.[2022苏锡常镇四市教学情况调研（二），气体有高毒性和强腐蚀性，电化学法处理HS的工作

原理如图所示。下列说法正确的是（）

质子

I交质膜IVO：H2S

反

应

池

A.电极a连接电源负极，电解时H.由a极室移向b极室

B.反应池中发生反应的离子方程式为2VO3+HzS+2H*—2VO2++SI+240

C.b极反应式为VCf+Hq+e===VOJ+2H1

D.电解过程中每转移2mol电子,理论上可生成22.4LH2

答案B

5.（2022南京5月模拟，12）电化学甘油氧化反应是一种具有前景的电化学反应,其反应原理如图所示。

电解时，下列说法正确的是（）

---------1电源I---------

____________|t|__

-

a/HCOO-b

电

患CH,OH极

极«HOH

」CH,OH

KOH溶液“so,溶液

阳离子交换膜

A.化学能主要转化为电能

B.b电极附近溶液的pH减小

C.K通过阳离子交换膜向阳极室移动

D.a电极上的电极反应式:C3HG-8e+H0H3HC00+8H2。

答案D

6.（2022江苏七市二模，12）一种锌钢超级电池的工作原理如图所示，电解质为（CH£OO）zZn溶液，电池总

反应为Zn+NaV2（P0」）3就ZnNaVz（P0,）3。下列说法正确的是（）

■］负我/电源卜

CH.COOCHjCOO

Zn2*Zn2t

CH,COOCH,COO

Zn阳离子交换膜NaV,（PO）

A.放电时,b电极为电池的负极

B.放电后，负极区c（Zn＞）增大

C.充电时,Zr?.向a电极移动

2

D.充电时,b电极发生的电极反应为ZnNaVz（P03+2eZn'+NaV2（PO,）3

答案C

7.（2022前黄高级中学、如东中学、姜堰中学三校联考，1DMFC电芬顿技术不需要外加能量即可发生,

通过产生羟基自由基（•0H）处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如

下，下列说法不正确的是（）

x3-

/>JL-.

(Y

电

溶

\液

F极

中0

『

:()N优

A.电子移动方向为a-Y,X-*b

B.Y电极上得到HQ的反应为02+2e+2H'==H2O2

C.乙池可在酸性较弱的环境中使用

D.理论上当乙池中产生1mol羟基自由基时，甲池中有2mol中从M室移动到N室

答案C

8.（2022南通四模，11）非水性嵌入铝电池是一种二次电池，该电池放电过程的示意图如图所示（R浓示

某有机阳离子）。充电时阳极的电极反应为Cn+AlCl4-e—C.A1C1,。下列说法正确的是（）

A.放电时，电极a的电极反应为Al+AlCl13e+3C「一A12cb

B.放电时，电解质中AICI4的物质的量基本不变

C.充电时，电极b应与外接电源负极相连

D.充电时，电极a和电极b的质量均增加

答案D

考法训练

考法1新型电化学装置分析

1.（2023全国乙，12,6分）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温

钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪喋膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤

维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：

：&+e—>|sr，|sr+e—>Sf,2Na+：Sf+2（l-.e—>NaS

钠电极

电解质

极

下列叙述错误的是（）

A.充电时Na一从钠电极向硫电极迁移

B.放电时外电路电子流动的方向是a-b

C.放电时正极反应为:2Na'+翱+2e*Na2Sx

D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

答案A

2.（2023山东，11,4分）（双选）利用热再生氨电池可实现CuSO,电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所

示，甲、乙两室均预加相同的CuSOi电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的

是（）

A.甲室Cu电极为正极

B.隔膜为阳离子膜

2t

C.电池总反应为CU2++4NHT_[Cu（NH3）.t]

D.NH：1扩散到乙室将对电池电动势产生影响

答案CD

3.（2022全国乙，12,6分）Li-O?电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来，科学

家研究了一种光照充电Li-02电池（如图所示）。光照时,光催化电极产生电子（e）和空穴（h，）,驱动阴极

反应（Li'+e-Li）和阳极反应（LiG+Zh，—2Li*+（）2）对电池进行充电。下列叙述错误的是

（）

光

金催

属化

锂电

极

0

2Li+

—

LiO

反应

的总

，电池

电时

A.充

2

22

关

量有

空穴

子和

的电

产生

光照

率与

电效

B.充

移

极迁

向负

换膜

子交

过离

极穿

从正

,Li'

电时

C.放

=

Li0

-^

i"+2e

0+2L

反应

发生

，正极

电时

D.放

22

2

C

答案

膜,充

硅薄

非晶

极A为

示，电

图所