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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
期末核心考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
一．選擇題（共15小題）
1．（2025春 歷城區(qū)校級(jí)期中）下列化學(xué)反應(yīng)前后，體系的能量變化與如圖不符的是（　　）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
2．（2025春 莘縣期中）某小組進(jìn)行了如下兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．甲燒杯中的電子由鋅流向銅，然后經(jīng)稀硫酸回到鋅
B．都能夠觀察到鋅片溶解，銅片表面產(chǎn)生氣泡
C．乙中產(chǎn)生氣泡的速率比甲快
D．兩燒杯中溶液的pH均增大
3．（2025春 歷城區(qū)校級(jí)期中）下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．同一原子中，在離核較近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)的電子能量較低
B．元素性質(zhì)周期性變化的根本原因是核外電子排布的周期性變化
C．離子化合物中可能含有共價(jià)鍵
D．原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置
4．（2025春 滕州市校級(jí)期中）某原電池的工作原理如圖所示。下列判斷正確的是（　　）
A．該裝置中Pt電極為負(fù)極
B．正極的電極反應(yīng)式為
C．V2O5電極的反應(yīng)式為
D．V2O5電極附近的pH減小
5．（2025 市中區(qū)校級(jí)模擬）調(diào)節(jié)pH可使溶液中的氨基酸主要以?xún)尚噪x子的形式存在，兩性離子整體呈電中性，此時(shí)溶液的pH為該氨基酸的pI（等電點(diǎn)）。已知：谷氨酸的pI為3.22，丙氨酸的pI為6.02，賴(lài)氨酸的pI為9.74。利用如圖裝置分離這三種氨基酸，a、b為離子交換膜，電極均為惰性電極。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
A．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣
B．a(chǎn)為陽(yáng)離子交換膜，b為陰離子交換膜
C．原料室的pH應(yīng)控制在6.02
D．在產(chǎn)品室1中，可以收集到賴(lài)氨酸
6．（2025春 即墨區(qū)期中）某化學(xué)興趣小組自制鹽水彩燈裝置如圖，下列電池組合正確且能使彩燈亮起來(lái)的是（　　）
選項(xiàng) 電極a（+） 電極b（﹣） 溶液X
A Al Mg NaOH溶液
B Zn Pt HCl溶液
C Cu Fe FeCl3溶液
D 石墨 Cu CuSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
7．（2025春 滕州市期中）近年來(lái)電池研發(fā)領(lǐng)域涌現(xiàn)出大量紙電池，其組成與傳統(tǒng)電池類(lèi)似，但制作方法和應(yīng)用范圍均比傳統(tǒng)電池有很大突破。如圖為某種紙電池的結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)加入水來(lái)激活電池工作。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．石墨作負(fù)極材料，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電流從鋅片電極流向石墨電極
C．若用鎂片代替石墨片，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向與原來(lái)的相反
D．每反應(yīng)6.5g鋅時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
8．（2025 山東模擬）四乙基鉛[Pb（CH2CH3）4]能提高汽油的辛烷值，但污染嚴(yán)重，（CH3O）2CO是一種潛在替代品，以CO2和CH3OH為原料，電解合成（CH3O）2CO的原理如圖所示（Pt/C為催化劑）。
下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電解過(guò)程中Br起到催化劑作用，其濃度保持不變
B．電極A發(fā)生的電極反應(yīng)為：2
C．每生產(chǎn)1mol產(chǎn)品，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol
D．已知以CO和CH3OH為原料也可以直接放電制備產(chǎn)品，該方法能耗更低產(chǎn)率更高
9．（2025 山東模擬）某研究小組采用電催化方法將生物質(zhì)產(chǎn)品HMF（）和GLY（甘油：C3H8O3）轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品BHMF（）和HCOOH，裝置如圖所示（假設(shè)酸性電解液中HMF和GLY物質(zhì)的量濃度相等，反應(yīng)均充分）。下列敘述正確的是（　　）
A．X極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．當(dāng)生成1mol BHMF時(shí)，理論上外電路轉(zhuǎn)移1mol電子
C．電解過(guò)程中，H+通過(guò)質(zhì)子交換膜從X極向Y移動(dòng)
D．理論上兩極緩慢通入電解液的速率4
10．（2025 棗莊模擬）如圖所示裝置中，b為H+/H2標(biāo)準(zhǔn)氫電極，可發(fā)生還原反應(yīng)2H++2e﹣═H2↑或氧化反應(yīng)H2﹣2e﹣＝2H+），a、c分別為AgCl/Ag、AgI/Ag電極。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：1與2相連a電極質(zhì)量減小，2與3相連c電極質(zhì)量增大。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．1與2相連，鹽橋①中陽(yáng)離子向b電極移動(dòng)
B．2與3相連，電池反應(yīng)為2Ag+2I﹣+2H+═2AgI+H2↑
C．1與3相連，a電極減小的質(zhì)量等于c電極增大的質(zhì)量
D．1與2、2與3相連，兩個(gè)原電池裝置中，電勢(shì)較低的一極均為b電極
11．（2025 山東模擬）中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)使用原子分散的Fe﹣N—C材料為催化劑，以N2和CO2為原料，進(jìn)行電催化C—N偶聯(lián)制備甘氨酸（其中OA代表HOOCCOOH，GX代表HOOCCHO，GC代表HOOCCH2OH）。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．活化能：OA→GX大于GX→GC
B．甘氨酸為陽(yáng)極產(chǎn)物
C．GX→GC反應(yīng)式為HOOCCHO+2H++2e﹣＝HOOCCH2OH
D．使用Fe﹣N—C材料為催化劑可以提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
12．（2024秋 濱州期末）利用如下裝置模擬工業(yè)電滲析法淡化海水并獲得NaOH（雙極膜是一種能將水分子解離為H+和OH﹣的特殊離子交換膜）。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電極電勢(shì)：石墨1高于石墨2
B．甲池總反應(yīng)：H+OH﹣＝H2O
C．膜1為陽(yáng)離子交換膜，膜2為陰離子交換膜
D．理論上，當(dāng)雙極膜處有3.6gH2O解離時(shí)，乙池中NaOH溶液質(zhì)量增加4.6g
13．（2025 日照一模）硫酸鹽還原菌（SRB）可以處理含Cu2+的硫酸鹽酸性廢水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢水的處理，原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．若以鉛蓄電池為電源，b為Pb電極
B．參與的電極反應(yīng)為：Cu2+8e﹣+8H+CuS+4H2O
C．電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)溶液的pH減小
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生2.24LCO2時(shí)，理論上可產(chǎn)生9.6gCuS
14．（2024秋 濰坊期末）在熔融鹽體系中，通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料TiSi，電解裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電極A為陽(yáng)極
B．石墨電極的電極反應(yīng)C+O2﹣﹣2e﹣＝CO
C．電解時(shí)，Cl﹣離子移到石墨電極放電
D．每制得1mol TiSi，理論上生成2mol CO
15．（2025 山東開(kāi)學(xué)）利用二氧化碳和廢水中的進(jìn)行可再生電力驅(qū)動(dòng)合成尿素（），目前已經(jīng)取得一些進(jìn)展，但挑戰(zhàn)仍然存在。某尿素合成原理示意圖如圖所示（Cu/Cu2O、NWs—CF為催化劑）
下列敘述錯(cuò)誤的是（　　）
A．電勢(shì)：N極高于M極
B．N極的電極反應(yīng)式：HCHO﹣2e﹣+H2O＝HCOOH+2H+
C．一段時(shí)間后，陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH增大
D．當(dāng)處理時(shí)，理論上消耗3mol HCHO
二．解答題（共5小題）
16．（2024春 滕州市期中）研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化對(duì)生產(chǎn)生活有著重要意義。某興趣小組進(jìn)行下列探究：
（1）甲同學(xué)探究反應(yīng)Fe+H2SO4（稀）═FeSO4+H2↑中的能量變化。
向裝有鐵片的試管中加入1mol/L的H2SO4，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，觸摸試管外壁，溫度升高。結(jié)論：　 　 。
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示原電池實(shí)驗(yàn)裝置。
外電路中電子由 　 　 極流向 　 　 極（填“正極”或“負(fù)極”）；鐵片上的電極反應(yīng)式為 　 　 。
（3）下列反應(yīng)能通過(guò)原電池實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的是 　 　 （填序號(hào)）。
①2H2+O2═2H2O
②Fe+Cu2+═Fe2++Cu
③CaO+H2O═Ca（OH）2
（4）用H2和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖：
①H+移向 　 　 （填“正極”或“負(fù)極”）。
②氣體b為 　 　 ，若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則該燃料電池理論上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 　 　 L。
17．（2024 泰山區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）電池是人類(lèi)生產(chǎn)和生活中重要的能量來(lái)源。各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。按要求回答下列問(wèn)題。
（1）燃料電池有節(jié)能、超低污染、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。某甲醇燃料電池工作原理如圖1所示。Pt（a）電極是電池的 　 　 極，Pt（b）電極反應(yīng)式為 　 　 。如果該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2mol電子，則消耗的CH3OH的物質(zhì)的量為 　 　 mol。
（2）某新型固體燃料電池的電解質(zhì)是固體氧化鋯和氧化釔，高溫下允許氧離子（O2﹣）在其間通過(guò)。如圖2所示，其中多孔電極不參與電極反應(yīng)。寫(xiě)出該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式：　 　 ，當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時(shí)，則理論上提供的電量為 　 　 （1個(gè)電子的電量為1.6×10﹣19C，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。
（3）一氧化氮﹣空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其工作原理如圖3所示，寫(xiě)出放電過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)式：　 　 ，若過(guò)程中產(chǎn)生2mol HNO3，則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為 　 　 L。
（4）以CH4（g）為燃料可以設(shè)計(jì)甲烷燃料電池，該電池以稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，電池的能量轉(zhuǎn)換效率為86.4%，1mol甲烷燃燒釋放的熱量為890.3kJ，則該電池的比能量為 　 　 kW h kg﹣1[結(jié)果保留1位小數(shù)，比能量J]。
18．（2024 泰山區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）高鐵電池的負(fù)極材料是 　 　 ，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為 　 　 。
（2）放電時(shí)，正極發(fā)生 　 　 （填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；正極的電極反應(yīng)式為 　 　 。放電時(shí)，　 　 （填“正”或“負(fù)”）極附近溶液的堿性增強(qiáng)。
以甲烷等碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦腿剂想姵爻杀敬蟠蟮陀谝詺錃鉃槿剂系膫鹘y(tǒng)燃料電池。一種以甲烷為燃料的電池裝置示意圖如圖：
（3）M口通入的氣體是 　 　 （填化學(xué)式）。
（4）外電路中電流的流向是 　 　 （填“由a極到b極”或“由b極到a極”）。
（5）若KOH轉(zhuǎn)化為正鹽，則消耗100mL2mol L﹣1KOH溶液時(shí)，需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4的體積是 　 　 。
19．（2023春 臺(tái)兒莊區(qū)期中）利用原電池原理可以探究物質(zhì)的還原性強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)中，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向均與電子的移動(dòng)方向一致，陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)。回答下列問(wèn)題：
（1）按照如圖連接裝置后，電流表指針向Co電極偏轉(zhuǎn)，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為 　 　 ，由此可以判斷：Co的還原性比Zn的還原性 　 　 （填強(qiáng)或弱）。
（2）圖中Co電極和CoSO4溶液接觸的界面兩側(cè)存在電勢(shì)差，稱(chēng)為該電極的電極電勢(shì)，該電極的電對(duì)符號(hào)為Co2+/Co，電對(duì)中Co2+是氧化型，Co是還原型。金屬離子的濃度為1mol L﹣1時(shí)部分電極的電極電勢(shì)如下表所示：
電對(duì)符號(hào) Cu2+/Cu Co2+/Co Cd2+/Cd Zn2+/Zn
電極電勢(shì)/V 0.34 ﹣0.28 ﹣0.41 ﹣0.76
①根據(jù)第（1）小題中實(shí)驗(yàn)結(jié)論和表中數(shù)據(jù)推測(cè)：電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型的還原性越 　 　 （填強(qiáng)或弱）。
②為驗(yàn)證上述推測(cè)，利用0.34和﹣0.41兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)補(bǔ)全原電池裝置 　 　 。
電極X的化學(xué)式為 　 　 ，某濃度的溶液Y為 　 　 ，某濃度的溶液Z為 　 　 。
③若上述推測(cè)成立，電流表指針向 　 　 （填X或Cu）電極偏轉(zhuǎn)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 　 　 。
20．（2023春 嶗山區(qū)校級(jí)期末）圖一所示是一個(gè)燃料電池的示意圖，a、b表示通入的氣體，當(dāng)此燃料電池工作時(shí)：
（1）如果a極通入H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，則相同時(shí)間內(nèi)，正極和負(fù)極通入的氣體的體積比為：　 　 。（設(shè)氣體為同溫、同壓）
（2）如果a極通入CH4，b極通入O2，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，則通CH4的電極上的電極反應(yīng)為：　 　 。
（3）如果a極通入乙烯，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，則通乙烯的電極上的電極反應(yīng)為：　 　 。
（4）某原電池裝置初始狀態(tài)如圖二所示，交換膜兩側(cè)的溶液體積均為2L，該電池總反應(yīng)為 　 　 ，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，共有 　 　 mol離子通過(guò)交換膜，交換膜右側(cè)溶液中c（HCl）＝　 　 mol L﹣1（忽略溶液體積變化和Cl2溶于水）。
期末核心考點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題）
1．（2025春 歷城區(qū)校級(jí)期中）下列化學(xué)反應(yīng)前后，體系的能量變化與如圖不符的是（　　）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
【專(zhuān)題】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】由圖可知，反應(yīng)物能量高于生成物能量，為放熱反應(yīng)。
【解答】解：A．鈉與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C．丙烷燃燒的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．碳和水蒸氣高溫制水煤氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，特別是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷。注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的能量變化知識(shí)進(jìn)行解題。
2．（2025春 莘縣期中）某小組進(jìn)行了如下兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．甲燒杯中的電子由鋅流向銅，然后經(jīng)稀硫酸回到鋅
B．都能夠觀察到鋅片溶解，銅片表面產(chǎn)生氣泡
C．乙中產(chǎn)生氣泡的速率比甲快
D．兩燒杯中溶液的pH均增大
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】甲燒杯構(gòu)成原電池，鋅為負(fù)極，銅為正極，電子由負(fù)極流向正極，乙燒杯中鋅與硫酸直接反應(yīng)，據(jù)此分析。
【解答】解：A．甲燒杯中外電路的電子由負(fù)極（Zn）流向正極（Cu），溶液中沒(méi)有電子，只有離子的定向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．都能夠觀察到鋅片溶解，甲中銅片表面產(chǎn)生氣泡，乙中銅片無(wú)現(xiàn)象，鋅片表面有氣泡，故B錯(cuò)誤；
C．甲為原電池，能加快反應(yīng)速率，因此甲中產(chǎn)生氣泡的速率比乙快，故C錯(cuò)誤；
D．兩燒杯中氫離子變?yōu)闅錃猓芤褐袣潆x子濃度降低，則溶液的pH均增大，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查原電池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，題目難度不大。
3．（2025春 歷城區(qū)校級(jí)期中）下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．同一原子中，在離核較近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)的電子能量較低
B．元素性質(zhì)周期性變化的根本原因是核外電子排布的周期性變化
C．離子化合物中可能含有共價(jià)鍵
D．原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】A．根據(jù)電子在原子中的能量分布，即電子云離核的遠(yuǎn)近與能量的關(guān)系進(jìn)行分析；
B．根據(jù)元素周期律，即元素性質(zhì)的周期性變化與核外電子排布的關(guān)系進(jìn)行分析；
C．根據(jù)離子化合物的定義和可能含有的化學(xué)鍵類(lèi)型進(jìn)行分析；
D．根據(jù)原電池的工作原理，即原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置進(jìn)行分析。
【解答】解：A．在原子中，離核較近的電子處于較低能級(jí)，能量較低，如K層電子能量低于L層，故A正確；
B．元素性質(zhì)的周期性變化源于原子核外電子排布（尤其是最外層電子）的周期性變化，這是周期律的根本原因，故B正確；
C．離子化合物中可能含有共價(jià)鍵，例如氫氧化鈉中的O—H鍵和過(guò)氧化鈉中的O—O鍵均為共價(jià)鍵，故C正確；
D．原電池的作用是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而非將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D錯(cuò)誤；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查原子結(jié)構(gòu)、元素周期律、化學(xué)鍵以及原電池的基本原理等知識(shí)點(diǎn)，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。在解答此類(lèi)題目時(shí)，需要對(duì)相關(guān)概念有準(zhǔn)確的理解和記憶，能夠正確區(qū)分不同類(lèi)型化合物中的化學(xué)鍵，以及理解原電池的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。
4．（2025春 滕州市校級(jí)期中）某原電池的工作原理如圖所示。下列判斷正確的是（　　）
A．該裝置中Pt電極為負(fù)極
B．正極的電極反應(yīng)式為
C．V2O5電極的反應(yīng)式為
D．V2O5電極附近的pH減小
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】A．氧氣在Pt電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．正極氧氣得電子生成氧離子；
C．V2O5電極為負(fù)極；
D．該電池為固體電解質(zhì)。
【解答】解：A．氧氣在Pt電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該裝置中Pt電極為正極，故A錯(cuò)誤；
B．正極氧氣得電子生成氧離子，其電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；
C．V2O5電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．該電池為固體電解質(zhì)，沒(méi)有氫離子或氫氧根離子的參與，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)，側(cè)重考查學(xué)生原電池的掌握情況，試題難度中等。
5．（2025 市中區(qū)校級(jí)模擬）調(diào)節(jié)pH可使溶液中的氨基酸主要以?xún)尚噪x子的形式存在，兩性離子整體呈電中性，此時(shí)溶液的pH為該氨基酸的pI（等電點(diǎn)）。已知：谷氨酸的pI為3.22，丙氨酸的pI為6.02，賴(lài)氨酸的pI為9.74。利用如圖裝置分離這三種氨基酸，a、b為離子交換膜，電極均為惰性電極。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
A．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣
B．a(chǎn)為陽(yáng)離子交換膜，b為陰離子交換膜
C．原料室的pH應(yīng)控制在6.02
D．在產(chǎn)品室1中，可以收集到賴(lài)氨酸
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】由題干的電解池裝置圖可知，陽(yáng)極室電解H2SO4溶液，電極反應(yīng)為：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+，陰極室為電解NaOH溶液，電極反應(yīng)為：2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室1，OH﹣經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室2，則a膜為陽(yáng)離子交換膜，b膜為陰離子交換膜，結(jié)合三種氨基酸的pI值可知，產(chǎn)品室1顯酸性則為谷氨酸，產(chǎn)品室2顯堿性則為賴(lài)氨酸，丙氨酸留在原料室，據(jù)此解答。
【解答】解：由題干的電解池裝置圖可知，陽(yáng)極室電解H2SO4溶液，電極反應(yīng)為：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+，陰極室為電解NaOH溶液，電極反應(yīng)為：2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室1，OH﹣經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室2，則a膜為陽(yáng)離子交換膜，b膜為陰離子交換膜，結(jié)合三種氨基酸的pI值可知，產(chǎn)品室1顯酸性則為谷氨酸，產(chǎn)品室2顯堿性則為賴(lài)氨酸，丙氨酸留在原料室；
A．陰極室電解NaOH溶液，陰極的電極反應(yīng)為：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+，故A正確；
B．a(chǎn)為陽(yáng)離子交換膜，b為陰離子交換膜，故B正確；
C．丙氨酸留在了原料室，根據(jù)丙氨酸的pI值可知，原料室的pH應(yīng)控制在6.02，故C正確；
D．產(chǎn)品室1顯酸性，則為谷氨酸，則可以收集到谷氨酸，故D錯(cuò)誤；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)，側(cè)重考查學(xué)生電解池的掌握情況，試題難度中等。
6．（2025春 即墨區(qū)期中）某化學(xué)興趣小組自制鹽水彩燈裝置如圖，下列電池組合正確且能使彩燈亮起來(lái)的是（　　）
選項(xiàng) 電極a（+） 電極b（﹣） 溶液X
A Al Mg NaOH溶液
B Zn Pt HCl溶液
C Cu Fe FeCl3溶液
D 石墨 Cu CuSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】A．Al能與NaOH溶液反應(yīng)；
B．Zn能與鹽酸反應(yīng)；
C．Fe能與三氯化鐵反應(yīng)；
D．Cu與硫酸銅不反應(yīng)。
【解答】解：A．該裝置可以形成原電池，Al能與NaOH溶液反應(yīng)，Mg與NaOH溶液不反應(yīng)，故Mg作正極，Al作負(fù)極，故A錯(cuò)誤；
B．該裝置可以形成原電池，Zn活潑作負(fù)極，Pt作正極，故B錯(cuò)誤；
C．該裝置可以形成原電池，F(xiàn)e比Cu活潑，F(xiàn)e作正極，Cu作正極，故C正確；
D．Cu與硫酸銅不反應(yīng)，不能形成穩(wěn)定電流，燈泡不亮，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查原電池，題目難度中等，能依據(jù)圖象和信息準(zhǔn)確判斷正負(fù)極是解題的關(guān)鍵。
7．（2025春 滕州市期中）近年來(lái)電池研發(fā)領(lǐng)域涌現(xiàn)出大量紙電池，其組成與傳統(tǒng)電池類(lèi)似，但制作方法和應(yīng)用范圍均比傳統(tǒng)電池有很大突破。如圖為某種紙電池的結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)加入水來(lái)激活電池工作。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．石墨作負(fù)極材料，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電流從鋅片電極流向石墨電極
C．若用鎂片代替石墨片，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向與原來(lái)的相反
D．每反應(yīng)6.5g鋅時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】該原電池中，鋅片作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn﹣2e﹣＝Zn2+，石墨片作正極，電極反應(yīng)式為，據(jù)此分析解答。
【解答】解：A．石墨片作正極，水中的氫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．由分析可知，石墨為正極，則電流從石墨電極流向鋅電極，故B錯(cuò)誤；
C．若用鎂代替石墨，則鎂為負(fù)極，鋅片做正極，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)與原本的相反，故C正確；
D．鋅片作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn﹣2e﹣＝Zn2+，每反應(yīng)6.5g鋅（即0.1mol）時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)，側(cè)重考查學(xué)生原電池的掌握情況，試題難度中等。
8．（2025 山東模擬）四乙基鉛[Pb（CH2CH3）4]能提高汽油的辛烷值，但污染嚴(yán)重，（CH3O）2CO是一種潛在替代品，以CO2和CH3OH為原料，電解合成（CH3O）2CO的原理如圖所示（Pt/C為催化劑）。
下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電解過(guò)程中Br起到催化劑作用，其濃度保持不變
B．電極A發(fā)生的電極反應(yīng)為：2
C．每生產(chǎn)1mol產(chǎn)品，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol
D．已知以CO和CH3OH為原料也可以直接放電制備產(chǎn)品，該方法能耗更低產(chǎn)率更高
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，電極A上反應(yīng)物是CO2、CH3OH，生成物是（CH3O）2CO、H2O，反應(yīng)方程式為2CH3OH+CO2＝（CH3O）2CO+H2O，則電極A為電解池的陰極，電極反應(yīng)：CO2+2CH3OH+2e﹣＝2CH3O﹣+CO+H2O，存在關(guān)系式（CH3O）2CO～2e﹣，據(jù)此計(jì)算生成（CH3O）2CO的物質(zhì)的量，電極B為電解池的陽(yáng)極為：2Br﹣﹣2e﹣＝Br2，據(jù)此分析判斷。
【解答】解：A．電解過(guò)程中Br﹣在B電極處被氧化，是電解反應(yīng)物，A電極無(wú)溴離子參與，不是催化劑，故A錯(cuò)誤；
B．電極A上反應(yīng)物是CO2、CH3OH，生成物是（CH3O）2CO、H2O，電極反應(yīng)CO2+2CH3OH+2e﹣＝2CH3O﹣+CO+H2O，故B正確；
C．反應(yīng)物是CO2、CH3OH，生成物是（CH3O）2CO、H2O，反應(yīng)方程式為2CH3OH+CO2＝（CH3O）2CO+H2O，存在關(guān)系式（CH3O）2CO～2e﹣，則轉(zhuǎn)移1mol電子生成（CH3O）2CO的物質(zhì)的量1mol＝0.5mol，故C錯(cuò)誤；
D．已知以CO和CH3OH為原料也可以直接放電制備產(chǎn)品，CO毒性大且難處理，帶來(lái)安全隱患和環(huán)境問(wèn)題，該方法不一定能耗更低產(chǎn)率更高，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電解池原理、電極反應(yīng)、電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等。
9．（2025 山東模擬）某研究小組采用電催化方法將生物質(zhì)產(chǎn)品HMF（）和GLY（甘油：C3H8O3）轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品BHMF（）和HCOOH，裝置如圖所示（假設(shè)酸性電解液中HMF和GLY物質(zhì)的量濃度相等，反應(yīng)均充分）。下列敘述正確的是（　　）
A．X極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．當(dāng)生成1mol BHMF時(shí)，理論上外電路轉(zhuǎn)移1mol電子
C．電解過(guò)程中，H+通過(guò)質(zhì)子交換膜從X極向Y移動(dòng)
D．理論上兩極緩慢通入電解液的速率4
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】由圖可知，在Y電極甘油被氧化為甲酸，電極反應(yīng)式為C3H8O3﹣8e﹣+3H2O＝3HCOOH+8H+，則Y電極是陽(yáng)極，X電極被還原為，則X為陰極，以此解題。
【解答】解：A．由分析可知，X為陰極，故A錯(cuò)誤；
B．X電極反應(yīng)為：HMF+2e﹣+2H+＝BHMF，則生成1mol BHMF時(shí)，理論上外電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，故B錯(cuò)誤；
C．電解過(guò)程中，陽(yáng)離子移向陰極，即H+通過(guò)質(zhì)子交換膜從Y極向X移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．由分析可知，陽(yáng)極反應(yīng)式為C3H8O3﹣8e﹣+3H2O＝3HCOOH+8H+，陰極反應(yīng)為：HMF+2e﹣+2H+＝BHMF，轉(zhuǎn)移8mol電子，陽(yáng)極消耗1mol C3H8O3，陰極消耗4mol，故理論上兩極緩慢通入電解液的速率4，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查電解原理等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。
10．（2025 棗莊模擬）如圖所示裝置中，b為H+/H2標(biāo)準(zhǔn)氫電極，可發(fā)生還原反應(yīng)2H++2e﹣═H2↑或氧化反應(yīng)H2﹣2e﹣＝2H+），a、c分別為AgCl/Ag、AgI/Ag電極。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：1與2相連a電極質(zhì)量減小，2與3相連c電極質(zhì)量增大。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．1與2相連，鹽橋①中陽(yáng)離子向b電極移動(dòng)
B．2與3相連，電池反應(yīng)為2Ag+2I﹣+2H+═2AgI+H2↑
C．1與3相連，a電極減小的質(zhì)量等于c電極增大的質(zhì)量
D．1與2、2與3相連，兩個(gè)原電池裝置中，電勢(shì)較低的一極均為b電極
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】1與2相連，左側(cè)兩池構(gòu)成原電池，a電極質(zhì)量減小，AgCl轉(zhuǎn)化為Ag，說(shuō)明a為正極，b為負(fù)極，b極反應(yīng)為H2+2e﹣＝2H+；2與3相連，右側(cè)兩池構(gòu)成原電池，c電極質(zhì)量增大，Ag轉(zhuǎn)化為AgI，說(shuō)明c為負(fù)極，b為正極，b極反應(yīng)為：2H++2e﹣＝H2↑，據(jù)此分析。
【解答】解：A．1與2相連，a為正極，b為負(fù)極，鹽橋1中陽(yáng)離子向a電極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．2與3相連，右側(cè)兩池構(gòu)成原電池，c電極質(zhì)量增大，Ag轉(zhuǎn)化為AgI，說(shuō)明c為負(fù)極，b為正極，生成氫氣，電池反應(yīng)為2Ag+2I﹣+2H+＝2AgI+H2↑，故B正確；
C．1與3相連，由于AgI更難溶，AgCl轉(zhuǎn)化為AgI，a極為正極，AgCl轉(zhuǎn)化為Ag，a極質(zhì)量減小，b極為負(fù)極，Ag轉(zhuǎn)化為AgI，b極質(zhì)量增加，a電極減小的質(zhì)量小于c電極增大的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D．1與2相連，b為負(fù)極，電勢(shì)較低的一極均為b電極；2與3相連，c為負(fù)極，電勢(shì)較低的一極均為c電極，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)，側(cè)重考查學(xué)生原電池的掌握情況，試題難度中等。
11．（2025 山東模擬）中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)使用原子分散的Fe﹣N—C材料為催化劑，以N2和CO2為原料，進(jìn)行電催化C—N偶聯(lián)制備甘氨酸（其中OA代表HOOCCOOH，GX代表HOOCCHO，GC代表HOOCCH2OH）。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．活化能：OA→GX大于GX→GC
B．甘氨酸為陽(yáng)極產(chǎn)物
C．GX→GC反應(yīng)式為HOOCCHO+2H++2e﹣＝HOOCCH2OH
D．使用Fe﹣N—C材料為催化劑可以提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】A．根據(jù)活化能越小，反應(yīng)越快，進(jìn)行分析；
B．根據(jù)合成H2NCH2COOH中，C、N的化合價(jià)都降低，發(fā)生了還原反應(yīng)，進(jìn)行分析；
C．根據(jù)GX→GC發(fā)生了還原反應(yīng)進(jìn)行分析；
D．根據(jù)催化劑只能加快反應(yīng)速率，不能改變平衡移動(dòng)，進(jìn)行分析。
【解答】解：A．活化能越小，反應(yīng)越快，活化能：反應(yīng)OA→GX小于反應(yīng)GX→GC，故A錯(cuò)誤；
B．以草酸和硝酸鹽為原料合成H2NCH2COOH中，碳元素、氮元素的化合價(jià)都降低，發(fā)生了還原反應(yīng)，故甘氨酸在陰極區(qū)生成，故B錯(cuò)誤；
C．GX→GC發(fā)生了還原反應(yīng)，反應(yīng)式為HOOCCHO+2H++2e﹣＝HOOCCH2OH，故C正確；
D．催化劑不能改變平衡移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，只能加快反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查電解原理等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。
12．（2024秋 濱州期末）利用如下裝置模擬工業(yè)電滲析法淡化海水并獲得NaOH（雙極膜是一種能將水分子解離為H+和OH﹣的特殊離子交換膜）。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電極電勢(shì)：石墨1高于石墨2
B．甲池總反應(yīng)：H+OH﹣＝H2O
C．膜1為陽(yáng)離子交換膜，膜2為陰離子交換膜
D．理論上，當(dāng)雙極膜處有3.6gH2O解離時(shí)，乙池中NaOH溶液質(zhì)量增加4.6g
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】分析裝置可知，左側(cè)高壓氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，作為負(fù)極，雙極膜氫氧根離子向左側(cè)移動(dòng)，右側(cè)低壓氫氣處有氫氣析出，作為正極，左側(cè)石墨電極為陽(yáng)極，亞鐵離子被氧化，氯離子向左移動(dòng)，膜1為陰離子交換膜，右側(cè)石墨電極為陰極，鈉離子向右移動(dòng)，膜2為陽(yáng)離子交換膜。有氫氣析出，據(jù)此分析回答問(wèn)題。
【解答】解：A結(jié)合分析可知，石墨1為負(fù)極，電極低，故A錯(cuò)誤；
B.結(jié)合分析可知，左側(cè)消耗氫氣，右側(cè)釋放氫氣，只發(fā)生氫離子和氫氧根離子的中和反應(yīng)，故B正確；
C.分析可知，膜1為陰離子交換膜，膜2為陽(yáng)離子交換膜，故C錯(cuò)誤；
D.理論上，當(dāng)雙極膜處有3.6gH2O解離時(shí)，此時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，乙池中NaOH溶液轉(zhuǎn)移0.2mol鈉離子進(jìn)入，但是會(huì)釋放0.1mol氫氣，增重2.1g，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)原理，側(cè)重學(xué)生分析能力和靈活運(yùn)用能力的考查，把握電化學(xué)原理和離子交換膜的作用是解題關(guān)鍵，注意掌握電極的判斷和離子的移動(dòng)方向判斷，題目難度不大。
13．（2025 日照一模）硫酸鹽還原菌（SRB）可以處理含Cu2+的硫酸鹽酸性廢水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢水的處理，原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．若以鉛蓄電池為電源，b為Pb電極
B．參與的電極反應(yīng)為：Cu2+8e﹣+8H+CuS+4H2O
C．電解一段時(shí)間后陽(yáng)極區(qū)溶液的pH減小
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生2.24LCO2時(shí)，理論上可產(chǎn)生9.6gCuS
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】改裝置是電解池，陰極反應(yīng)為：Cu2+8e﹣+8H+CuS+4H2O，陽(yáng)極反應(yīng)為：2H2O+CH3COO﹣﹣8e﹣＝2CO2↑+7H+，據(jù)此進(jìn)行解答。
【解答】已修改已修改解：AC右邊電極為陽(yáng)極反應(yīng)，應(yīng)該連電源正極，若以鉛蓄電池為電源，b為PbO2電極，故A錯(cuò)誤；
B．由分析可知左邊參與的電極反應(yīng)為：Cu2+8e﹣+8H+CuS+4H2O，故B正確；
C．電解一段時(shí)間后，氫離子會(huì)通過(guò)質(zhì)子交換膜到陰極去，生成7mol氫離子，轉(zhuǎn)移8mol氫離子，故陽(yáng)極區(qū)溶液的pH變大，故C錯(cuò)誤；
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生2.24LCO2時(shí)，即0.1mol CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.4mol電子，理論上可產(chǎn)生4.8gCuS，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電解原理的應(yīng)用，側(cè)重分析能力和靈活運(yùn)用能力的考查，把握電極判斷及電極反應(yīng)等知識(shí)是解題關(guān)鍵，題目難度中等。
14．（2024秋 濰坊期末）在熔融鹽體系中，通過(guò)電解TiO2和SiO2獲得電池材料TiSi，電解裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電極A為陽(yáng)極
B．石墨電極的電極反應(yīng)C+O2﹣﹣2e﹣＝CO
C．電解時(shí)，Cl﹣離子移到石墨電極放電
D．每制得1mol TiSi，理論上生成2mol CO
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；理解與辨析能力．
【分析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽(yáng)極，與電源正極相連，電極反應(yīng)：C+O2﹣﹣2e﹣＝CO，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料TiSi，由于該體系為熔融鹽體系，沒(méi)有H+存在，電極反應(yīng)為：TiO2+SiO2+8e﹣＝TiSi+4O2﹣。
【解答】解：A．電極A為電解池的陰極，故A錯(cuò)誤；
B．石墨電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：C+O2﹣﹣2e﹣＝CO，故B正確；
C．石墨電極為陽(yáng)極，電解時(shí)，是電極本身失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．電極反應(yīng)：C+O2﹣﹣2e﹣＝CO，電極反應(yīng)為：TiO2+SiO2+8e﹣＝TiSi+4O2﹣，電子守恒得到：4CO～TiSi～8e﹣，每制得1mol TiSi，理論上生成4mol CO，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查電解原理，掌握電解池的工作原理是解題的關(guān)鍵，題目難度不大。
15．（2025 山東開(kāi)學(xué)）利用二氧化碳和廢水中的進(jìn)行可再生電力驅(qū)動(dòng)合成尿素（），目前已經(jīng)取得一些進(jìn)展，但挑戰(zhàn)仍然存在。某尿素合成原理示意圖如圖所示（Cu/Cu2O、NWs—CF為催化劑）
下列敘述錯(cuò)誤的是（　　）
A．電勢(shì)：N極高于M極
B．N極的電極反應(yīng)式：HCHO﹣2e﹣+H2O＝HCOOH+2H+
C．一段時(shí)間后，陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH增大
D．當(dāng)處理時(shí)，理論上消耗3mol HCHO
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；分析與推測(cè)能力．
【分析】利用二氧化碳和廢水中的進(jìn)行可再生電力驅(qū)動(dòng)合成尿素（），電解池中的N電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，則N為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：HCHO﹣2e﹣+H2O＝HCOOH+2H+，M電極為電解池的陰極，電極反應(yīng)為：2CO2+16e﹣+18H+＝7H2O+CO（NH2）2，據(jù)此分析判斷。
【解答】解：A．分析可知，N為陽(yáng)極，M為陰極，則電勢(shì)：N極高于M極，故A正確；
B．N極上甲醛被氧化生成甲酸，N極上的電極反應(yīng)式：HCHO﹣2e﹣+H2O＝HCOOH+2H+，故B正確；
C．M電極為電解池的陰極，電極反應(yīng)為：2CO2+16e﹣+18H+＝7H2O+CO（NH2）2，一段時(shí)間后，陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH增大，故C正確；
D．陽(yáng)極電極反應(yīng)：HCHO﹣2e﹣+H2O＝HCOOH+2H+，陰極電極反應(yīng)：2CO2+16e﹣+18H+＝7H2O+CO（NH2）2，電子守恒得到8HCHO～2，當(dāng)處理時(shí)，理論上消耗4mol HCHO，故D錯(cuò)誤；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電解池原理、電極反應(yīng)分析判斷、離子移向和電解質(zhì)溶液中離子濃度變化分析判斷，注意知識(shí)的熟練掌握，題目難度較大。
二．解答題（共5小題）
16．（2024春 滕州市期中）研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化對(duì)生產(chǎn)生活有著重要意義。某興趣小組進(jìn)行下列探究：
（1）甲同學(xué)探究反應(yīng)Fe+H2SO4（稀）═FeSO4+H2↑中的能量變化。
向裝有鐵片的試管中加入1mol/L的H2SO4，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，觸摸試管外壁，溫度升高。結(jié)論：　該反應(yīng)是放熱反應(yīng)　 。
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示原電池實(shí)驗(yàn)裝置。
外電路中電子由 　負(fù)　 極流向 　正　 極（填“正極”或“負(fù)極”）；鐵片上的電極反應(yīng)式為 　Fe﹣2e﹣＝Fe2+　 。
（3）下列反應(yīng)能通過(guò)原電池實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的是 　①②　 （填序號(hào)）。
①2H2+O2═2H2O
②Fe+Cu2+═Fe2++Cu
③CaO+H2O═Ca（OH）2
（4）用H2和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖：
①H+移向 　正極　 （填“正極”或“負(fù)極”）。
②氣體b為 　O2　 ，若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則該燃料電池理論上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 　11.2　 L。
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題；探究與創(chuàng)新能力．
【分析】（1）向裝有鐵片的試管中加入1mol/L的H2SO4，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，觸摸試管外壁，溫度升高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量；
（2）該原電池中，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極，Cu作正極，外電路中電子由負(fù)極流向正極；鐵片上Fe失電子生成Fe2+；
（3）能自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
（4）①燃料電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
②氫氧燃料電池中，通入燃料氫氣的電極為負(fù)極，通入氧化劑氧氣的電極為正極，外電路中電子從負(fù)極流向正極，根據(jù)圖知，電極c為負(fù)極、電極d為正極，正極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗n（O2）1＝0.5mol，V（O2）＝nVm。
【解答】解：（1）向裝有鐵片的試管中加入1mol/L的H2SO4，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，觸摸試管外壁，溫度升高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（2）該原電池中，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極，Cu作正極，外電路中電子由負(fù)極流向正極；鐵片上Fe失電子生成Fe2+，電極反應(yīng)式為Fe﹣2e﹣＝Fe2+，
故答案為：負(fù)；正；Fe﹣2e﹣＝Fe2+；
（3）①②為自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，③不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，
故答案為：①②；
（4）①該燃料電池中，H+向正極移動(dòng)，
故答案為：正極；
②氫氧燃料電池中，通入燃料氫氣的電極為負(fù)極，通入氧化劑氧氣的電極為正極，外電路中電子從負(fù)極流向正極，根據(jù)圖知，電極c為負(fù)極、電極d為正極，則氣體b為O2；正極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗n（O2）1＝0.5mol，V（O2）＝nVm＝0.5mol×22.4L/mol＝11.2L，
故答案為：O2；11.2。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查設(shè)計(jì)原電池，側(cè)重考查基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和靈活運(yùn)用能力，明確原電池反應(yīng)特點(diǎn)、原電池原理、各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)、電子及離子的流向是解本題關(guān)鍵，題目難度不大。
17．（2024 泰山區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）電池是人類(lèi)生產(chǎn)和生活中重要的能量來(lái)源。各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。按要求回答下列問(wèn)題。
（1）燃料電池有節(jié)能、超低污染、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。某甲醇燃料電池工作原理如圖1所示。Pt（a）電極是電池的 　負(fù)　 極，Pt（b）電極反應(yīng)式為 　　 。如果該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2mol電子，則消耗的CH3OH的物質(zhì)的量為 　　 mol。
（2）某新型固體燃料電池的電解質(zhì)是固體氧化鋯和氧化釔，高溫下允許氧離子（O2﹣）在其間通過(guò)。如圖2所示，其中多孔電極不參與電極反應(yīng)。寫(xiě)出該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式：　　 ，當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時(shí)，則理論上提供的電量為 　2.89×105C　 （1個(gè)電子的電量為1.6×10﹣19C，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。
（3）一氧化氮﹣空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其工作原理如圖3所示，寫(xiě)出放電過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)式：　NO﹣3e﹣+2H2O4H+　 ，若過(guò)程中產(chǎn)生2mol HNO3，則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為 　33.6　 L。
（4）以CH4（g）為燃料可以設(shè)計(jì)甲烷燃料電池，該電池以稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，電池的能量轉(zhuǎn)換效率為86.4%，1mol甲烷燃燒釋放的熱量為890.3kJ，則該電池的比能量為 　13.4　 kW h kg﹣1[結(jié)果保留1位小數(shù)，比能量J]。
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．
【分析】（1）根據(jù)Pt（a）電極通入甲醇，因此是電池的負(fù)極；Pt（b）電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為；負(fù)極反應(yīng)式：，進(jìn)行分析。
（2）根據(jù)燃料電池中的燃料為甲醇，在負(fù)極上反應(yīng)失去電子轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，電解質(zhì)中傳遞電流的離子為氧離子，負(fù)極反應(yīng)式為：；進(jìn)行分析。
（3）根據(jù)左端的鉑電極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為NO﹣3e﹣+2H2O4H+，進(jìn)行分析。
（4）根據(jù)甲烷燃料電池中，通入氧氣的電極為燃料電池的正極，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，通入甲烷的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+2H2O＝CO2+8H+，進(jìn)行分析。
【解答】解：（1）Pt（a）電極通入甲醇，因此是電池的負(fù)極；Pt（b）電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為；負(fù)極反應(yīng)式：，如果該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2mol電子，則消耗的CH3OH的物質(zhì)的量為mol，
故答案為：負(fù)；；；
（2）原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖知，燃料電池中的燃料為甲醇，在負(fù)極上反應(yīng)失去電子轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，由題知電解質(zhì)中傳遞電流的離子為氧離子，因此可寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式為：；當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時(shí)，則理論上提供的電量為2.89×105C，
故答案為：；2.89×105C；
（3）由原電池的工作原理圖示可知，左端的鉑電極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為NO﹣3e﹣+2H2O4H+，當(dāng)過(guò)程中產(chǎn)生2mol HNO3時(shí)轉(zhuǎn)移6mole﹣，而1mol O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol e﹣，故需要 1.5 mol O2參與反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6 L，
故答案為：NO﹣3e﹣+2H2O4H+；33.6；
（4）甲烷燃料電池中，通入氧氣的電極為燃料電池的正極，酸性條件下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，通入甲烷的電極為負(fù)極，水分子作用下甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+2H2O＝CO2+8H+，則由題意可知，電池的比能量為13.4 kW h kg﹣1，
故答案為：13.4。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查燃料電池等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。
18．（2024 泰山區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）高鐵電池的負(fù)極材料是 　Zn　 ，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為 　Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2　 。
（2）放電時(shí)，正極發(fā)生 　還原　 （填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；正極的電極反應(yīng)式為 　　 。放電時(shí)，　正　 （填“正”或“負(fù)”）極附近溶液的堿性增強(qiáng)。
以甲烷等碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦腿剂想姵爻杀敬蟠蟮陀谝詺錃鉃槿剂系膫鹘y(tǒng)燃料電池。一種以甲烷為燃料的電池裝置示意圖如圖：
（3）M口通入的氣體是 　CH4　 （填化學(xué)式）。
（4）外電路中電流的流向是 　由a極到b極　 （填“由a極到b極”或“由b極到a極”）。
（5）若KOH轉(zhuǎn)化為正鹽，則消耗100mL2mol L﹣1KOH溶液時(shí)，需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4的體積是 　2.24　 。
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．
【分析】根據(jù)高鐵電池的總反應(yīng)式，負(fù)極材料是Zn，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2，放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；正極的電極反應(yīng)式為，外電路中電流的流向是正極流向負(fù)極，進(jìn)行分析。
【解答】解：（1）根據(jù)高鐵電池的總反應(yīng)式，負(fù)極材料是Zn，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2，
故答案為：Zn；Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2；
（2）放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；正極的電極反應(yīng)式為；根據(jù)兩極電極反應(yīng)式，可知放電時(shí)，正極附近溶液的氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，
故答案為：還原；；正；
（3）根據(jù)電解質(zhì)溶液中離子移向，可知a為負(fù)極，M口通入CH4，b為正極，N口通入氧氣，
故答案為：CH4；
（4）外電路中電流的流向是正極流向負(fù)極，即由a極到b極，
故答案為：由a極到b極；
（5）電池總反應(yīng)為，可知消耗0.2mol KOH時(shí)，需要0.1mol CH4，標(biāo)況下體積為2.24L，
故答案為：2.24。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查燃料電池等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。
19．（2023春 臺(tái)兒莊區(qū)期中）利用原電池原理可以探究物質(zhì)的還原性強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)中，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向均與電子的移動(dòng)方向一致，陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)。回答下列問(wèn)題：
（1）按照如圖連接裝置后，電流表指針向Co電極偏轉(zhuǎn)，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為 　Zn+Co2+＝Zn2++Co　 ，由此可以判斷：Co的還原性比Zn的還原性 　弱　 （填強(qiáng)或弱）。
（2）圖中Co電極和CoSO4溶液接觸的界面兩側(cè)存在電勢(shì)差，稱(chēng)為該電極的電極電勢(shì)，該電極的電對(duì)符號(hào)為Co2+/Co，電對(duì)中Co2+是氧化型，Co是還原型。金屬離子的濃度為1mol L﹣1時(shí)部分電極的電極電勢(shì)如下表所示：
電對(duì)符號(hào) Cu2+/Cu Co2+/Co Cd2+/Cd Zn2+/Zn
電極電勢(shì)/V 0.34 ﹣0.28 ﹣0.41 ﹣0.76
①根據(jù)第（1）小題中實(shí)驗(yàn)結(jié)論和表中數(shù)據(jù)推測(cè)：電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型的還原性越 　強(qiáng)　 （填強(qiáng)或弱）。
②為驗(yàn)證上述推測(cè)，利用0.34和﹣0.41兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)補(bǔ)全原電池裝置 　　 。
電極X的化學(xué)式為 　Cd　 ，某濃度的溶液Y為 　CdSO4　 ，某濃度的溶液Z為 　CuSO4　 。
③若上述推測(cè)成立，電流表指針向 　Cu　 （填X或Cu）電極偏轉(zhuǎn)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 　Cd﹣2e﹣＝Cd2+　 。
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．
【分析】（1）按照如圖連接裝置后，電流表指針向Co電極偏轉(zhuǎn)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向均與電子的移動(dòng)方向一致，說(shuō)明Co為原電池的正極，Zn為負(fù)極，據(jù)此書(shū)寫(xiě)該原電池的總反應(yīng)離子方程式；
（2）①根據(jù)第（1）小題中實(shí)驗(yàn)結(jié)論和表中數(shù)據(jù)推測(cè)，Co2+/Co的電極電勢(shì)小大于Zn2+/Zn，Co為原電池的正極，Zn為負(fù)極；
②為驗(yàn)證上述推測(cè)，利用0.34和﹣0.41兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，Cu2+/Cu電極電勢(shì)為0.34V，Cd2+/Cd的電極電勢(shì)為﹣0.41，則電解X為Cd，做原電池的負(fù)極，Cu做正極，某濃度的溶液Y為則CdSO4溶液，溶液Z為CuSO4溶液；
③若上述推測(cè)成立，Cd做負(fù)極，Cu做正極，電流表指針向正極偏轉(zhuǎn)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。
【解答】解：（1）按照如圖連接裝置后，電流表指針向Co電極偏轉(zhuǎn)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向均與電子的移動(dòng)方向一致，說(shuō)明Co為原電池的正極，Zn為負(fù)極，據(jù)此書(shū)寫(xiě)該原電池的總反應(yīng)離子方程式為：Zn+Co2+＝Zn2++Co，由此可以判斷：Co的還原性比Zn的還原性弱，
故答案為：Zn+Co2+＝Zn2++Co；弱；
（2）①根據(jù)第（1）小題中實(shí)驗(yàn)結(jié)論和表中數(shù)據(jù)推測(cè)：Co2+/Co的電極電勢(shì)小大于Zn2+/Zn，Zn還原性大于Co，則得到：電極電勢(shì)越低，電對(duì)中還原型的還原性越強(qiáng)，
故答案為：強(qiáng)；
②為驗(yàn)證上述推測(cè)，利用0.34和﹣0.41兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，Cu2+/Cu電極電勢(shì)為0.34V，Cd2+/Cd的電極電勢(shì)為﹣0.41，則電解X為Cd，做原電池的負(fù)極，Cu做正極，某濃度的溶液Y為則CdSO4溶液，溶液Z為CuSO4溶液，補(bǔ)全裝置圖為：，
故答案為：；Cd；CdSO4；CuSO4；
③若上述推測(cè)成立，Cd做負(fù)極，Cu做正極，電流表指針向Cu電極偏轉(zhuǎn)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Cd﹣2e﹣＝Cd2+，
故答案為：Cd﹣2e﹣＝Cd2+。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、電化學(xué)原理的應(yīng)用等知識(shí)，把握實(shí)驗(yàn)原理、氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用、題干信息處理與應(yīng)用是解題關(guān)鍵，側(cè)重分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾椋⒁庹莆湛刂谱兞糠ǖ膽?yīng)用，題目難度中等。
20．（2023春 嶗山區(qū)校級(jí)期末）圖一所示是一個(gè)燃料電池的示意圖，a、b表示通入的氣體，當(dāng)此燃料電池工作時(shí)：
（1）如果a極通入H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，則相同時(shí)間內(nèi)，正極和負(fù)極通入的氣體的體積比為：　1：2　 。（設(shè)氣體為同溫、同壓）
（2）如果a極通入CH4，b極通入O2，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，則通CH4的電極上的電極反應(yīng)為：　CH4﹣8e﹣+10OH﹣7H2O　 。
（3）如果a極通入乙烯，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，則通乙烯的電極上的電極反應(yīng)為：　C2H4﹣12e﹣+4H2O＝2CO2+12H+　 。
（4）某原電池裝置初始狀態(tài)如圖二所示，交換膜兩側(cè)的溶液體積均為2L，該電池總反應(yīng)為 　2Ag+Cl2＝2AgCl　 ，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，共有 　1　 mol離子通過(guò)交換膜，交換膜右側(cè)溶液中c（HCl）＝　1.5　 mol L﹣1（忽略溶液體積變化和Cl2溶于水）。
【專(zhuān)題】電化學(xué)專(zhuān)題．
【分析】（1）由圖可知，如果a極通入H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2﹣2e﹣＝2H+，b極為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，據(jù)此作答；
（2）NaOH為電解質(zhì)，通入甲烷的電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+10 OH﹣7H2O，通入氧氣的電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；
（3）如果a極通入乙烯，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，在酸性環(huán)境下的負(fù)極反應(yīng)為：C2H4﹣12e﹣+4H2O＝2CO2+12H+；
（4）由圖可知，銀化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)，氯氣中的氯元素化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)，所以銀作原電池負(fù)極，Pt作原電池的正極，裝置左側(cè)即負(fù)極電極反應(yīng)式為Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，正極電極反應(yīng)式為Cl2+2e﹣＝2Cl﹣，該原電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2＝2AgCl，由于質(zhì)子交換膜的作用，負(fù)極H+通過(guò)交換膜進(jìn)入正極，形成閉合回路，導(dǎo)致正極區(qū)c（HCl）增大，據(jù)此分析解答。
【解答】解：（1）如果a極通入H2，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，則a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2﹣2e﹣＝2H+，b極為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，則相同時(shí)間內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，負(fù)極通入2mol氫氣，正極通入1mol氧氣，同溫、同壓下正極和負(fù)極通入的氣體的體積比為1：2，
故答案為：1：2；
（2）NaOH為電解質(zhì)，通入甲烷的電極為負(fù)極，負(fù)極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，所以通入甲烷電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+10 OH﹣7H2O，
故答案為：CH4﹣8e﹣+10 OH﹣7H2O；
（3）如果a極通入乙烯，b極通入O2，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，在酸性環(huán)境下的負(fù)極乙烯失去電子生成二氧化碳，負(fù)極反應(yīng)為：C2H4﹣12e﹣+4H2O＝2CO2+12H+，
故答案為：C2H4﹣12e﹣+4H2O＝2CO2+12H+；
（4）負(fù)極電極反應(yīng)式為Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，正極電極反應(yīng)式為Cl2+2e﹣＝2Cl﹣，該原電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2＝2AgCl，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，負(fù)極H+通過(guò)交換膜進(jìn)入正極，共有1mol離子通過(guò)質(zhì)子交換膜，由正極電極反應(yīng)式為Cl2+2e﹣＝2Cl﹣可知，正極生成1molHCl，交換膜右側(cè)溶液中c（HCl）＝1mol/L1.5mol/L，
故答案為：2Ag+Cl2＝2AgCl；1；1.5。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查原電池原理，題目難度中等，能依據(jù)圖象和信息準(zhǔn)確判斷正負(fù)極是解題的關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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