新高考版化学资料：十年高考题分类-化学反应与电能

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

专题十化学反应与电能

考点一原电池原理及其应用

1.（2022广东，16,4分）科学家基于Cl2易溶于CC14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(P04)3+2Na+2e-^Na3Ti2(P04)3

下列说法正确的是()

o-输电网-

l

jS3_风力_

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由充电时电极a的反应可知，电极a发生还原反应，为阴极，电极b为阳极,A

项错误;充电时电极b的反应为2Cl=2e-—CI2,放电时的总反应为C12+Na3Ti2（PO/3

NaTi2（P04）3+2NaCl,NaCl溶液的浓度增大,NaCl溶液呈中性,故放电时NaCl溶液

的pH不变,B项错误、C项正确；每生成1molCI2,转移2mole,结合充电时电极a的

反应,可知会有2molNa+结合到电极a上,使电极a质量理论上增加46g,D项错误.

疑点突破在做电化学试题时,首先从题中信息确定放电时的正、负极和充电时的阴、

阳极,结合电极反应式确定反应前后电解质溶液浓度的变化情况.理论上，电极反应转移

电子的物质的量与溶液中某种特定离子定向移动转移的电荷的物质的量是相同的.

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

第1页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

-

B.N极仅发生的电极反应：2H20+2e-20JT+H2t

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锂为活泼金属，作负极;N极为正极，可能发生电极反应02+2H20+4e--40H,故

B错误.

3.(2022全国甲，10,6分)一种水性电解液Zn-Mn()2离子选择双隔膜电池如图所示［K0H

溶液中,Z4+以Zn(0H^4存在］.电池放电时,下列叙述错误的是

A.II区的K+通过隔膜向ni区迁移

B.I区的S°T通过隔膜向II区迁移

+=2+

C.MnC)2电极反应：MnO2+4H+2e-^Mn+2H20

+2+

D.电池总反应：Zn+40H-+Mn02+4H^Zn(0H^4+Mn+2H2O

答案A根据题图可知Zn为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH--Zn(0H)l,通通为正

+2+

极，电极反应为MnO2+2e-+4H^Mn+2H2O.A项,根据负极反应可知,III区中负电荷减

少,为了平衡溶液中电荷,放电时III区的钾离子向II区迁移,错误;B项,根据正极反应可

知，I区中正电荷减少，为了平衡溶液中电荷,硫酸根离子从I区迁移至II区,正确;D项,

将正、负极电极反应相加即可得到电池总反应,正确.

知识归纳离子交换膜的作用分析

(1)平衡左右两侧电荷,得到稳定电流.离子交换膜能选择性地通过离子,起到平衡电荷、

形成闭合回路的作用.I区中正电荷减少，需要增加正电荷或减少负电荷以平衡电荷；同

理III区中负电荷减少，只能移出钾离子至II区或移入硫酸根离子至III区,保持溶液中的

电荷平衡，使原电池得到稳定电流.

(2)阻隔某些离子或分子,防止某些副反应的发生.如I区与H区之间只能使用阴离子交

换膜，使硫酸根离子移至II区，同时II区与III区只能使用阳离子交换膜,使钾离子进入H

区；否则氢离子和氢氧根离子在II区相遇,发生反应.

(3)制备某些特定产品.本题主要通过废硫酸和废碱液发电并制取产品硫酸钾.

2

第2页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

4.（2022全国乙，12,6分）Li-（）2电池比能量同在汽车、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-。2电池（如图所示）.光照时,光催化电极产生电

+

子（9）和空穴（h+）,驱动阴极反应（Li++e--Li）和阳极反应（Li2（）2+2h+=2Li+02）

对电池进行充电.下列叙述错误的是

J”

光

金Z,L

催

充

放

放

充

属

电

化

电

电

锂

啊

*u电

极

四

质

倾

MW电

离子交换膜

A.充电时，电池的总反应口2。2^2Li+02

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

-

D.放电时，正极发生反应（）2+2Li++2e-Li202

答案C根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知,充电时，电池的总反应为

-

Li2022Li+02,A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生

的电子和空穴量有关,B项正确;放电时题给装置为原电池，阳离子（Li+）向正极迁移,C

项错误;根据题给装置图可知,放电时正极上。2得电子并与Li+结合生成H2O2,即

+=

02+2Li+2e-^口2。2,D项正确.

方法归纳电极反应式的书写步骤：第1步，判断电极（正、负极或者阴、阳极）上参与

反应的反应物和生成物,根据元素化合价变化标出转移电子的数目；第2步,根据溶液的

酸碱性,通过在电极反应式的两端添加中或0斤,使电极反应式两端的电荷守恒;第3步，

根据原子守恒,在电极反应式的两端添加坨0（或其他小分子物质），使电极反应式两端的

原子守恒.

5.（2022浙江1月选考,21,2分）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器.如图

所示，以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HC1溶液,并插入Ag-AgCl电极）和

另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势£存在关系：pH=（房常

数）/0.059.下列说法正确的是（）

3

第3页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

Ag-AgCl电极

(0.1mol-L-'____

—Ag-AgCl电极

HC1溶液)

■—；(3.0mol-L-'KC1溶液)

密封胶匡-细孔陶瓷

器-玻璃薄膜球

待测溶液一生

A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为AgCl(s)+e「^Ag(s)+Cl-(O.1

mol•L-)

B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH

D.pH计工作时，电能转化为化学能

答案CA项，原电池中，电势低的一极为负极,失电子，发生氧化反应,错误;B项，玻璃

膜内外氢离子浓度差异会使PH不同,则电动势会发生改变,错误;C项,通过测定已知pH

的标准溶液的电动势,可求出公式pH=(斤常数)/0.059中常数的值,再将所测未知溶液

的电动势代入关系式，即可求出未知溶液的pH,正确;D项,原电池是将化学能转化为电

能的装置,错误.

6.(2019海南单科,8,4分)(双选)微型银一锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别

;

是Ag/Ag20和Zn,电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag20+Zn+H20-2Ag+Zn(0H)2,下

列说法正确的是()

A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低

B.电池工作过程中，电解液中0H-向负极迁移

C.负极发生反应Zn+20H-2e-~:Zn(0H)2

+

D.正极发生反应Ag20+2H+2e-==:Ag+H2O

答案BCA项,依据电池总反应知，电池工作过程中消耗水,故KOH溶液浓度增大,错误;B

项,原电池工作过程中，电解液中阴离子移向负极,即0H-向负极迁移,正确;C项,锌在负

:

极失去电子被氧化,生成氢氧化锌，电极反应式为Zn+20H--2e----Zn(0H)2,正确;D项，

氧化银在正极得到电子生成银单质，但电解质溶液显碱性,故正极的电极反应式为

:

Ag20+2e-+H20-2Ag+20K,错误.

7.(2018课标III,7,6分)化学与生活密切相关.下列说法错误的是()

A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火

B.疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性

C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境

D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法

第4页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

答案A本题考查化学与生活的联系.A项,泡沫灭火器利用了盐类相互促进的水解反

应,可用于一般的起火，但不适用于电器起火，电器起火常用干粉灭火器灭火.

知识拓展牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理,使被保护的物质作正极而被保护

起来.

8.（2017浙江11月选考,17,2分）金属（M）-空气电池的工作原理如图所示.下列说法不

正确的是（）

A.金属M作电池负极

B.电解质是熔融的

:

C.正极的电极反应02+4e-+2H20---40比

:

D.电池反应2M+O2+2H2（）---2M（0H）2

答案B由题给金属（M）-空气电池的工作原理示意图可知，金属M作电池负极,负极反

应为2M-4e-----2M2+,正极反应为。2+2比0+46-----40H:两电极反应相加可得电池反应:

:

2M+02+2H20—2M（OH）2,电解质显然不是熔融的MO（因体系中有H20和OH）故

A、C、D正确,B错误.

9.（2016课标H,11,6分）Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池.下列

叙述错误的是（）

A.负极反应式为Mg-2e-：----Mg2+

B.正极反应式为Ag++e-：----Ag

C.电池放电时Cr由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2。-=Mg（0H）2+H2t

答案BMg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e-=:

Ag+Cl-,B项错误.

10.（2016浙江理综，11,6分）金属（M）-空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优

点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源.该类电池放电的总反应方程式为：

:

4M+nO2+2nH2O---4M（0H）n

5

第5页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

已知：电池的”理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能.下列

说法不正确的是（）

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极

表面

B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高

n+：

C.M-空气电池放电过程的正极反应式：4M+n02+2nH20+4ne----4M（0H）n

D.在购-空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

答案CA项，采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于扩散

至电极表面;B项，单位质量的Mg、Al、Zn反应,Al转移的电子数最多，故Al-空气电池

的理论比能量最高;C项，由于电池中间为阴离子交换膜，故他+不能通过,则正极的电极

反应式为02+41+2H2（?:40H"D项,在蛔-空气电池中，负极的电极反应式为Mg-2e「

2+

===Mg,为防止负极区沉积Mg（0H）2,可采用阳离子交换膜阻止0印进入负极区.

评析本题设计新颖，以新型电池为背景，考查原电池的工作原理.

11.（2015课标1,11,6分）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

错误

置，其工作原理如图所示.下列有关微生物电池的说法-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C6Hl2。6+602===6CO2+6H2O

答案A根据微生物电池工作原理示意图可知：C6Hl2。6在负极上发生氧化反应，电极

反应式为C6H12。6-246-+6H2。=_=6C02t+24田;。2在正极上发生还原反应，电极反应式为

+:

6O2+24e-+24H™=12H2O.负极有皿生成,A项错误;B项,微生物促进了反应中电子的

转移,正确;C项,质子通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D项，电池总反应为

;

C6H1206+602-6C02+6H20,正确.

12.（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（）

6

第6页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

催化剂

A.反应CH4+H20―△—3H2+C0,每消耗1molCH4转移12mol电子

i:

B.电极A上坨参与的电极反应为：H2+20H--2e-~2H20

C.电池工作时,C03向电极B移动

r）2-

D.电极B上发生的电极反应为：02+2C02+4e-：==2CU3

答案DA项，由元素化合价变化知，每消耗1molCH4转移6mol电子;B项，电极A为

:

负极,也参与的电极反应为H2-2e-+C03H2O+CO2;C^,电池工作时,C°3向电极A

移动;D项，电极B是正极，电极反应为02+4k+2c。2：~:2C03.

13.（2015天津理综,4,6分）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（S°T）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

答案C题中所述锌铜原电池中,Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-==Zn2+;Cu为正极，电

极反应式为Cu2++2e-~:Cu,发生还原反应.Zn?+通过阳离子交换膜向正极移动；乙池溶

液中消耗的CM+与由甲池迁移过来的ZM+的物质的量相同,则乙池溶液质量增力口.溶液

中的阴离子无法通过阳离子交换膜.故选C.

::

14.（2014福建理综，11,6分）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2~2AgCl.下

列说法正确的是（）

7

第7页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

阳离子交换膜

（只允许阳离子通过）

AgCUAg

1mol-L一就酸

A.正极反应为AgCl+e-：----Ag+Cr

B.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0.01mole-时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子

答案D原电池的正极反应为C12+2e-==2Cr,故A项错误;放电时，白色沉淀AgCl

在左侧电极处产生，故B项错误;当电路中转移0.01mole-时，原电池左侧发生的反应

为Ag-e-+Cl-~:AgCl,减少了0.01mol的C「,根据溶液呈电中性可知,左侧溶液中的

H+通过阳离子交换膜向右侧转移0.01mol,故D项正确.

15.（2014北京理综,8,6分）下列电池工作时,。2在正极放电的是（）

A.锌镒电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.银镉电池

答案B氢燃料电池中，负极上H2放电,正极上。2放电,A、C、D中均不存在。2放电,

故选B.

16.（2013课标I,10,6分）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2Al+3Ag2S----6Ag+Al2s3

D.黑色褪去的原因是黑色Ag2s转化为白色AgCl

答案B根据电化学原理可知,A1为负极，电极反应为2Al-6e-~:2A13+,银器为正极，电

23+2;

极反应为3Ag2s+6e-----6Ag+3S-,溶液中反应为2A1+3S-+6H2O----2A1（0H）

3I+3H2sf,三反应相加可知该过程的总反应为2Al+3Ag2S+6H20=-2A1（0H）

3+6Ag+3H2S"故B正确,C、D错误;银器表面黑色的Ag2s变成了Ag,质量必然减小,A错

误.

评析本题以表面变黑的银质器皿的处理为素材，考查原电池的工作原理、氧化还原反

应及盐类水解等知识,能力考查层级为综合应用，试题有一定难度.

8

第8页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

17.（2013课标II,11,6分）"ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiC%和

错误

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-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：NiCl2+2e-~=Ni+2C1-

D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

答案B该原电池的负极反应为Na-e-1---.Na+,正极反应为NiCIz+Ze-"----Ni+2c

:

电池总反应为2Na+NiCl2----2NaCl+Ni.B项错误.

18.（2013江苏单科,9,2分,★★★）Mg-H202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，示意图如下.该电池工作时，下列说法正确的是（）

A.Mg电极是该电池的正极

B.坨。2在石墨电极上发生氧化反应

C.石墨电极附近溶液的pH增大

D.溶液中Cl向正极移动

答案C该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反

应，电极反应式为H202+2e--2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确；溶液中

移向Mg电极，即向负极移动,D项错误.

方法归纳原电池正、负极判断的常用方法：①若两电极均为金属材料,则较活泼金属

一般作负极;若两电极分别为金属和非金属材料,则金属材料作负极.②在原电池工作时,被

不断消耗的电极一般为负极.③电子流出的电极为负极,阴离子移向的电极为负极,发生

氧化反应的电极为负极.④对于燃料电池,非。2通入的电极一般为负极.

考点分析江苏高考以“电化学”为依托考查氧化还原反应原理的运用，主要内容有电

极反应式的书写，判断电解质溶液浓度、pH的变化，以及能源、环保等热点问题.

9

第9页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

19.（2013安徽理综，10,6分）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源.一种热激活电

池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可

:

瞬间输出电能.该电池总反应为：PbS04+2LiCl+Ca---CaCl2+Li2SO4+Pb.

下列有关说法正确的是（）

A.正极反应式：Ca+2cl,--2e「CaCl2

B.放电过程中,Li+向负极移动

C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPb

D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

答案D本题以热激活电池为载体考查电化学知识.A项,根据电池总反应可知该反应

为负极反应,正极反应式为PbSCU+2e-----Pb+S024;B项，放电过程中，Li+向正极移动；

C项，因为每转移0.1mol电子，理论上生成0.05molPb,故质量为0.05molX207

g-mol-^10.35g;D项，常温时，由于电解质LiCl-KCl无法电离，电解质中无自由移动

的离子,不能形成闭合回路,所以不导电,无电流.

评析本题不仅考查原电池原理的基础知识，同时也考查学生对题给信息的运用能力，

难度中等.

20.（2013北京理综,7,6分）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（）

A.水中的钢闸门连接电源的负极

B.金属护栏表面涂漆

C.汽车底盘喷涂高分子膜

D.地下钢管连接镁块

答案A外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上，使其

作为电解池的阴极被保护,A项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与其

他物质接触发生反应,B、C选项不符合题意;钢管连接镁块利用的是原电池原理,镁为负

极被氧化,钢管为正极被保护,D项不符合题意.

21.（2012北京理综，12,6分）

e-

催

仲

催l

太

化

化

阳

剂

剂

光arb

__

质子交换膜

10

第10页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

人工光合作用能够借助太阳能,用C02和H20制备化学原料.右图是通过人工光合作用制

备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()

A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B.催化剂a表面发生氧化反应,有02产生

C.催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

+

D.催化剂b表面的反应是C02+2H+2e-=-HCOOH

光能

+

答案c电池总反应式为2co2+2坨0催化剂2HC00H+02.负极：2H---02f+4H,正

极：

+

2C02+4H+4e--2HC00H.A项,该过程中太阳能先转化为电能,再转化为化学能;C项,催

化剂a附近生成H+,酸性增强,催化剂b附近消耗H+,酸性减弱,故C项错误.

22.(2011福建，11,6分)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电.关于该

电池的下列说法不正确的是()

A.水既是氧化剂又是溶剂

B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时0H-向正极移动

D.总反应为：2Li+2H20==2LiOH+H2f

答案C在原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极.

23.(2018天津理综，10,14分)C()2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义.回答

下列问题：

(l)C02可以被NaOH溶液捕获.若所得溶液PH=13,CO2主要转化为(写离子符号)；若

2

所得溶液c(HC°3)：c(CO3)=2：1,溶液pH=.(室温下,H2c。3的"4X10"

7;%=5义10一11)

(2)C02与CH4经催化重整,制得合成气：

催化剂

CH4(g)+C02(g)^2C0(g)+2H2(g)

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键C—HC-OH—HC---0(C0)

键能/kJ•mol-

4137454361075

1

则该反应的AH=.分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积

可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体.两容器中反应达平衡后放出或吸收的热

量较多的是(填"A"或“B”).

11

第11页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和坨产率的影响如图1

所示.此反应优选温度为900℃的原因是________________________________________________________

(3)。2辅助的A1-CO2电池工作原理如图2所示.该电池电容量大,能有效利用C02,电池

反应产物Al2(C204)3是重要的化工原料.

含A1CL的离子液体

图2

电池的负极反应式：.

电池的正极反应式：602+6e-----6°2

2

6co2+6。2---3C204+602

反应过程中02的作用是.

该电池的总反应式：.

答案(14分)⑴C。住10

(2)①+120kJ•moLB

②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降

低

(3)A1-3e—~A13+(或2Al-6e-^=2Al3+)催化剂

2A1+6CO2Al2(C204)3

解析本题考查电离平衡常数的应用、反应热的计算、化学平衡的移动、电极反应式

的书写.

0

(l)NaOH溶液吸收CO2后所得溶液PH=13,CO2主要转化为C^；由H2CO3的二级电离平

_2_一+"-)

衡常数知，当溶液中c(HC°3)：c(c°3)=2：1时,除c(HCOg)=2=5X10-1,故

c(H+)=lX10-10mol•L,则溶液pH=10.

12

第12页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

(2)①由已知键能数据知，反应的AH=4X413kJ•mol-1+2X745kJ•mol-1-(2XI075

kJ,mol-1+2X436kJ,

mor1)=+120kJ-molT;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压，

容积可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的

热量较多.②观察图像知,900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大，但

能耗升高,经济效益降低,故此反应优选温度为900℃.

(3)观察原电池工作原理图知,铝电极作负极,多孔碳电极作正极,故负极反应式为A1-

：：:

3e-----A13+；正极反应式为6C)2+6e----6°2、6C02+602----3C204+602,由此可知反

;:

应过程中02的作用是催化齐U;电池总反应式为2A1+6CO2~A12(C2O4)3.

易混易错恒容容器是指容积不变的容器,气体的量发生变化时压强发生改变;恒压容

器是指压强不变的容器,气体的量发生变化时容器容积发生改变.

考点二电解原理及其应用

1.(2022北京,13,3分)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究.

电解质溶

装置序号实验现象

液

0.1

mol•L-1阴极表面产生无色气体,一段时间后阴极表面有红色

①

扃C11SO4+少量固体,气体减少.经检验，电解液中有Fe2+

H2s。4溶液

铜片一需-铁制

方川3镀件0.1

电解质溶液mol•L-1阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密

②

C11SO4+过量红色固体.经检验，电解液中无Fe元素

氨水

下列分析不正确的是(

A.①中气体减少,推测是由于溶液中。(甲)减小,且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触

13

第13页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

+==2+2+-=2+

B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应：Fe+2HFe+H2t>Fe+CuFe+Cu

2+

C.随阴极析出铜,推测②中溶液c(Cu2+)减小,CU+4NH3-［西(阿3)4］2+平衡逆向移动

D.②中CW+生成［CU(NH3)J2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出，镀层更致密

答案C随着反应的进行,一段时间后溶液中的c(H+)减小，同时阴极发生电极反应

Cu2++2e-=Cu,生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了H+与铁的接触,故气体减

少,A正确；因为溶液中有甲和Cu2+,铁制镀件与其接触,铁可能与H+、CW+发生氧化还原

反应生成Fe2+,B正确；当阴极有Cu析出时，阴极电极反应为Cu2++2e「-Cu,阳极电极

反应为Cu-2e--C4+,又因为②中电解液中无Fe元素,根据得失电子守恒,②中溶液

c(CF)保持不变,C错误;②中的CM+与NH3-H20反应生成［CU(NH3)4+,使得c(C0)比

①中溶液的小,Cu缓慢析出，镀层更致密,D正确.

疑难突破本题为探究型的对比实验题，以学生熟悉的实验为载体，但是实验现象与平

时老师所教的有所不同,学生在做这种类型的试题时,一定要弄清哪些实验条件和现象

是相同的，哪些是不同的.

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「^Mg2

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电解精炼A1,阴极发生的反应为A13++3e「-Al,A项错误;在阴极Al被还

原,B项错误;Cu活泼性比A1弱,在电解过程中沉积在电解槽的底部,C项正确;在阳极

Al、Mg放电,在阴极AF+得电子生成A1,质量变化不相等,D项错误.

知识归纳电解精炼：利用电解原理，由粗金属作阳极,纯金属作阴极,含有该金属离子

的溶液(或熔融盐)作电解液，阳极溶解金属，阴极析出金属;粗金属中不活泼的杂质不溶

解,成为阳极泥沉积于电解槽底部,活泼的杂质虽然在阳极溶解，但不能在阴极析出，从

而达到精炼的目的.

3.(2022海南,9,4分)一种采用H20(g)和M(g)为原料制备阳3(山的装置示意图如下.

下列有关说法正确的是()

14

第14页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

固体氧化物电解质

A.在b电极上,N2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。2一不断减少

答案Ab电极上N2转化为NH3,氮元素得到电子,化合价降低,N2被还原,A正确;a电

极上一失去电子生成02,若a电极材料为金属Ag,Ag为活性电极材料,则Ag失去电子,

被腐蚀,B不正确；改变工作电源电压,反应速率改变,C不正确;b电极电极反应式为

2N2+6H20+12e-^4NH3+6O2-,a电极电极反应式为602--126-^3。2,总反应为

2N2+6H20^4NH3+302,则电解过程中固体氧化物电解质中02一保持不变,D不正确.

4.(2022河北,12,4分)(双选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电

化学装置,工作原理示意图如下.

泵泵

下列说法正确的是

A.电极b为阳极

B.隔膜为阴离子交换膜

C.生成气体M与N的物质的量之比为2：1

催化剂

4

D.反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN)613-+40H-4[Fe(CN)6]~+02t+2H20

+2+3

答案BD电极a上We(CN)61*转化为[Fe(CN)6]3-发生氧化反应，则a为阳极,b为阴

+3+2

4

极,A错误;反应器I中(CN/上转化为[Fe(CN)6]-,铁元素的化合价降低,应有另一

种元素的化合价升高,则只能是氧元素,故反应器I中反应的离子方程式为4[Fe(CN”]3-

催化剂

+40H-4[Fe(CN)6]++02t+2H20,D正确;生成的气体M是。2,生成1molO2转移

-

4mol电子，电极b上的电极反应式为DHPS+2H20+2e-DHPS-2H+20田,反应器II中

15

第15页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

催化剂

DHPS-2H-DHPS+H2t,故生成的气体N为山,则生成气体M与N的物质的量之比

为1：2,C错误;左侧反应器中消耗0H­,右侧反应器中生成0H-,故隔膜为阴离子交换膜，

B正确.

5.（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）21，过

程如图所示（Me为甲基）.下列说法正确的是（）

—-------------

2Me3SiCN+LiOH

1^O(SiMe3)2

石

墨钳

电电

极极

A.生成1molLi[P（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P4+8CN-4e-^4[P（CN）2]-

C.在电解过程中CN-向铝电极移动

D.电解产生的坨中的氢元素来自LiOH

答案D石墨电极发生反应P4fLi[P（CN）2],P元素化合价升高,发生氧化反应,故石墨

电极为阳极,对应的电极反应式为P4+8CN--4e--4[P（CN）2「,则生成1molLi[P（CN）

2],理论上外电路需要转移1mol电子,A、B错误;CN-应该向阳极移动，即移向石墨电极,C

错误；由题图知,HCN在阴极放电产生CW和H2,而HCN中的氢元素来自LiOH,则电解产生

的坨中的氢元素来自LiOH,D正确.

6.（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CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoCUs）转化为Co2+,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LiCoC)2+2H20+e-==Li++Co2++40H-

D.若甲室C02+减少200mg,乙室Co2+增加300mg,则此时已进行过溶液转移

16

第16页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

-

答案BD甲池为电解池，工作时阳极发生反应：CH3C00-+2H20-8e-2c。2t+7此阴

极发生反应：Co2++2e--Co,甲室中c（H+）增大，溶液pH减小,A项错误；乙室正极发

++2+=

生反应：LiCo02+4H+e-^Li+Co+2H20,负极发生反应：CH3C00-+2H20-8e-

++2+

2C02t+7H+,总反应为8LiCO02+25H+CH3COO-8Li+8Co+2C02t+14H20,故电池工作

一段时间后应补充盐酸,B项正确、C项错误；甲室C〃+~2e-,乙室Co2+~e,根据得失电子

守恒,若没有进行溶液转移，甲、乙两室Ct?+的改变量应为1：2,而实际上为2：3,说明

此时已进行过溶液转移,D项正确.

方法技巧解答电池串联问题的关键是分清电池类型（电解池和原电池），明确电极反应,根

据得失电子守恒进行计算.

7.（2022浙江1月选考,9,2分）下列说法正确的是（）

A.铁与碘反应易生成碘化铁

B.电解Z11SO4溶液可以得到Zn

C.用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁

D.SO2通入BaCk溶液中生成BaS03沉淀

18.B铁与碘反应生成FeL,Fe3+可氧化厂,A错误；电解ZnS04溶液时,Z/+可以在阴极

2+

得到电子生成Zn,B正确;石灰沉淀海水中的Mg,生成Mg（OH）2,C错误;S02不与BaCl2

溶液反应,D错误.

8.（2022浙江6月选考,21,2分）通过电解废旧锂电池中的LiMr^CU可获得难溶性的

Li2c。3和Mn02,电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过.

电解过程中溶液的体积变化忽略不计）.下列说法不正确的是（

A.电极A为阴极,发生还原反应

：+

B.电极B的电极反应：2H20+Mn2+-2e-^MnO2+4H

C.电解一段时间后溶液中Md+浓度保持不变

2+

D.电解结束,可通过调节pH除去Mn,再加入Na2c。3溶液以获得Li2CO3

2+2+-+

答案C电极B上Mn-Mn02,为阳极，电极反应为Mn+2H20-2e-MnO2+4H;Efe®

+==2++

A为阴极，电极反应为LiMn204+3e-+8H2Mn+Li+4H20,故A、B正确.由上述两个电

极反应式可知，当电路中通过6mol电子时，电极A上生成4molMr”而电极B上消耗

17

第17页共31页

新高考版《化学》资料：十年高考题分类-化学反应与电能

3