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第3讲　电解池　金属的电化学腐蚀与防护
[考纲解读]　1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一　电解的原理
1．电解定义
在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
2．能量转化形式
________转化为________。
3．电解池
(1)构成条件
①有与________相连的两个电极。
②__________(或__________)。
③形成____________。
(2)电极名称及电极反应(如图)
(3)电子和离子移动方向
①电子：从电源________流向电解池的________；从电解池的________流向电源的________。
②离子：阳离子移向电解池的________；
阴离子移向电解池的________。
4．分析电解过程的思维程序
(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序
阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
5．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)
电解质(水溶液) 电极方程式 被电解的物质 电极产物 溶液pH变化的原因、结果 电解质溶液复原
阳极 阴极
含氧酸(如H2SO4) 阳极：____ 阴极：____________ 水减少，酸溶液的浓度____，pH____ 加____
强碱(如NaOH) 阳极：____________阴极：____________ 水减少，碱溶液的浓度____，pH____ 加____
活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极：____________阴极：____________ 水减少，盐溶液的浓度____，pH__________(若为水解的盐) 加____
无氧酸(如HCl)，除HF外 阳极：____________阴极：____________ (如Cl2) H＋放电，c(H＋)减小，pH____
不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：____________阴极：____________ (如Cl2) (如Cu) pH基本不变 加______
活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：____ ___阴极：___________ (如Cl2) H＋放电，c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH____
不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：____________阴极：____________ (如Cu) OH－放电，c(OH－)减小，c(H＋)增大，pH____ 加____或
1．分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式：
(1)_______________________________________________________________________；
(2)_______________________________________________________________________；
(3)_______________________________________________________________________；
(4)_______________________________________________________________________；
(5)_______________________________________________________________________。
2．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？
3．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？
4．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________________________________。
Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：_________________________。
5．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题：
(1)阳极区的现象__________________________________________________________。
(2)阳极电极反应式_________________________________________________________。
　(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
考点二　电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
(1)电极反应
阳极反应式：__________________(________反应)
阴极反应式：__________________(________反应)
(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
离子反应方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(3)应用：氯碱工业制________、________和________。
2．电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问
题：
(1)镀件作____极，镀层金属银作____极。
(2)电解质溶液是___________________________________。
(3)电极反应：
阳极：__________________________________________________________________；
阴极：__________________________________________________________________。
(4)特点：____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度________。
3．电解精炼铜
(1)电极材料：阳极为________；阴极为________。
(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
(3)电极反应：
阳极：____________________________________________________________________；
阴极：____________________________________________________________________。
4．电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
(1)冶炼钠
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
电极反应：
阳极：____________________________________________________________________，
阴极：____________________________________________________________________。
(2)冶炼铝
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
电极反应：
阳极：____________________________________________________________________，
阴极：____________________________________________________________________。
6．(1)如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物？
(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？
7．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示：
(1)该电解槽的阳极反应式是_________________________________________________。
(2)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因___________________________。
(3)除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口　　　　(填“A”或“B”)导出。
8．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是 (　　)
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
考点三　金属的腐蚀和防护
1．金属腐蚀的本质
金属原子__________变为__________，金属发生________________________________。
2．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属跟__________接触 不纯金属或合金跟________接触
现象 ____电流产生 ______电流产生
本质 金属被____ 较活泼金属被____
联系 两者往往同时发生，______腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
电极反应 负极
正极
总反应式
联系 ________更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
3．金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法—______原理
a．________：比被保护金属活泼的金属；
b．________：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—________原理
a．________：被保护的金属设备；
b．________：惰性金属。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
9．下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是 (　　)
选项 方法 对相应方法的描述
A 改变金属内部的组成结构 此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力
B 在金属表面覆盖保护层 保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用
C 外加电源的阴极保护法 接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极
D 牺牲阳极的阴极保护法 构成原电池，被保护的金属作正极
10.炒菜后未洗的铁锅，很快就会产生红褐色的锈斑。关于该生锈过程的说法正确的是(　　)
A．铁与NaCl反应生成FeCl3
B．发生电化学腐蚀时直接生成了Fe(OH)3
C．发生电化学腐蚀时吸收了O2
D．发生电化学腐蚀时生成了氢气
11．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 (　　)
A．④>②>①>③ B．②>①>③>④
C．④>②>③>① D．③>②>④>①
　判断金属腐蚀快慢的规律
电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
应对电化学定量计算的三种方法
1．根据电子守恒法计算
用于串联电路、阴阳两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
2．根据总反应式计算
凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。
3．根据关系计算
由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，如
物质：　　H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－
n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4
【例1】　在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则
(1)电源E为________极，F为________极。
(2)A极的电极反应式为_____________________________________________________，
析出物质______ mol。
(3)B极的电极反应式为_____________________________________________________，
析出气体________ mL(标准状况)。
(4)C极的电极反应式为_____________________________________________________，
析出的物质________ mol。
(5)D极的电极反应式为_____________________________________________________，
析出气体________ mL(标准状况)。
(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到______溶液。
解题指导　涉及电化学的计算题，可依据电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”之桥，寻找关系式进行计算。
友情提示：通过4 mol e－为桥可构建如下关系式：
4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～4H＋
　　　　
阳极产物
4OH－～2H2～2Cu～4Ag～M
　　　　
阴极产物
说明：M为金属，n为其化合价。
当然，也可根据电池总反应式列比例式求解。
【例2】　两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极上析出银的质量最大为 (　　)
A．27 mg B．54 mg C．106 mg D．216 mg
【例3】　(1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为________ mol。
电解原理的应用
电解池的工作原理及应用是电化学的重要内容，有关电解时电解质溶液的变化、电极产物的判断、溶液pH的变化等内容都是每年高考命题的热点内容，涉及电解原理与工业生产密切联系的氯碱工业、电解精炼、电解法处理污水等内容成为高考考查的重点。
【例4】　某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为____________。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为___________，
总反应的离子方程式为____________________________________。
有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)__________。
①溶液中Na＋向A极移动　②从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉 KI
试纸变蓝　③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度　④若标准状况
下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为________________________________________________。
此时通过阴离子交换膜的离子数　　　　(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)　　　导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因___________________________。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为______________________________________________________________________。
【例5】　碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘
缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体
为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化
物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的
实验装置如右图所示。
请回答下列问题：
(1)碘是　　　　(填颜色)固体物质，实验室常用　　　　　　的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。
电解时，阳极上发生反应的电极反应式为______________________________________；
每生成1 mol KIO3，电路中通过的电子的物质的量为　　　　。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、淀粉 KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法 实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是______________，步骤⑤的操作名称是____________。步骤④洗涤晶体的目的是_____________________________________________________________。
高考题组一　电解原理及其应用
(一)电解精炼铜、废液中铜的提取
1．(2011·上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是 (　　)
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
(二)电镀
2．(2011·山东理综，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的
是 (　　)
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
(三)氯碱工业、电解制氢
3．(2011·北京理综，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。
(1)溶液A的溶质是　　　　　。
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是___________________________________________。
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________。
4．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为______________________________________________________________________。
(四)电解法制备O3的原理
5． O3可由臭氧发生器(原理如下图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为　　　　　(填“A”或“B”)，其电极反应式为
________________________________________________________________________。
②若C处通入O2，则A极的电极反应式为_____________________________________。
③若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为　　　　　。(忽略O3的分解)
高考题组二　电解规律及有关计算
6．(2011·大纲全国卷，10)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 (　　)
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4·5H2O
7．(2009·全国理综Ⅰ，28)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为_________________________________________________；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积。
④电极c的质量变化是__________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液___________________________________________________________________；
乙溶液___________________________________________________________________；
丙溶液____________________________________________________________________；
(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
高考题组三　金属的电化学腐蚀与防护
8．(2011·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是 (　　)
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
9．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 (　　)
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
10．(2011·广东理综，32)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：
(注：NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华)
(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_____________________________________
和②______________________________________________________________________。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有__________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。
(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为__________________。
(4)镀铝电解池中，金属铝为________极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为_______________________________。
(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_____________。
11．(2009·海南，15)Li SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2 ===4LiCl ＋S ＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为
________________________________________________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_________________________。
简述原因要点要准确
考生答卷案例——找错纠错
失分原因分析
【案例1】所答是氧化铝膜能存在的原因，不是钢材被腐蚀的原因。
【案例2】没有针对“无水、无氧的条件”阐述。
解决方案与规范指导：考场现场：审题要准确，把握出题意图，选择合适的答题原理和方向。如：【案例1】应围绕钢铁被腐蚀的因素展开阐述。【案例2】应围绕锂与水、氧气的反应展开阐述。
课时规范训练
教材习题回扣
1．(选修4P83－1)下列关于电解槽的叙述中不正确的是 (　　)
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极
B．与电源负极相连的是电解槽的阴极
C．在电解槽的阳极发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
2．(选修4P83－2)下列关于铜电极的叙述中不正确的是 (　　)
A．锌铜原电池中铜是正极
B．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极
C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
D．用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极
3．(选修4P88－6)以下现象与电化学腐蚀无关的是 (　　)
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比纯铁容易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质物品久置表面变暗
4．(选修4P88－4改编)下列装置中(杯中均盛有海水)能使铁受到保护不被腐蚀的是 (　　)
5．(选修4P83－6)用铂作电极电解某金属的氯化物(XCl2)溶液，当收集到1.12 L氯气时(标准状况)，阴极增重3.2 g，则该金属的相对原子质量为________，电路中转移的电子数为__________。
能力提升训练
1．关于电解饱和NaCl水溶液，下列叙述正确的是 (　　)
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
2．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是(　　)
A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
3．某研究性学习小组的课题为“Mg C原电池电解淀粉 KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是 (　　)
A．镁为负极，发生还原反应
B．原电池中碳极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋
C．电解池中阳极处变蓝
D．电解池中阴极处变红
4．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是(　　)
选项 电极材料 通电后的变化
阴极 阳极
A 石墨 石墨 阴极质量增加，溶液的pH增大
B 铜 铜 阳极质量减小，阴极质量增加
C 铁 铁 两极的质量不发生变化
D 铂 铁 阴极质量减小，溶液的pH不变
　
5．如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端
红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。
下列说法不正确的是 (　　)
A．开始时发生的是析氢腐蚀
B．一段时间后发生的是吸氧腐蚀
C．两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋
D．析氢腐蚀的总反应式为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
6．如图所示，将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L-1食盐水中。下列说法正
确的是 (　　)
A．若电键K与N连接，铁被保护不会腐蚀
B．若电键K与N连接，正极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．若电键K与M连接，将石墨棒换成铜棒，可实现铁棒上镀铜
D．若电键K与M连接，当两极共产生28 L(标准状况)气体时，生成了1 mol NaOH
7．磷酸铁锂电池是一种新型锂电池(如图所示)，是未来锂离子电池的发
展方向。该电池的总反应式为Li+FePO4LiFePO4。该电池所用的磷
酸亚铁锂可按如下方法生产：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合
溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂
沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800 ℃左右、惰性气体氛围中灼烧即得晶态磷酸亚
铁锂。下列有关说法错误的是 (　　)
A．在电解制备磷酸亚铁锂的过程中，阳极的电极反应式为Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋
B．该锂电池放电时正极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
C．该锂电池充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===Li
D．图中出现了“Fe”的符号，说明磷酸铁锂电池的负极反应物为Fe
8. 某同学按下图所示的装置进行实验，A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，在交换膜处SO从右向左移动。下列分析正确的是 (　　)
A．溶液中A2+浓度减小
B．B电极的反应：B-2e-===B2+
C．Y电极上有H2产生，发生还原反应
D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解
9．如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当两装置电路中通过的电子都是1 mol时，下列说法不正确的是 (　　)
A．溶液的质量变化：甲减小乙增大
B．溶液pH变化：甲减小乙增大
C．相同条件下产生气体的体积：V甲＝V乙
D．电极反应式：甲中阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，乙中负极：Mg－2e－===Mg2＋
10．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)若试管内液面上升，则原溶液呈　　　　　　　　性，发生　　　　
腐蚀，电极反应：负极：______________________________________；
正极：____________________________________________________。
(2)若试管内液面下降，则原溶液呈　　　性，发生　　腐蚀。电极反应：
负极：_____________________________________________________________________；
正极：_____________________________________________________________________。
11．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置的名称：A池为　　　　，B池为　　　。
(2)锌极为　　　极，电极反应式为____________________________________________；
铜极为　　　极，电极反应式为_______________________________________________；
石墨棒C1为　　极，电极反应式为____________________________________________；
石墨棒C2附近发生的实验现象为____________________________________________。
(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量　　　　(填“增加”或“减少”)　　　g，CuSO4溶液的质量　　　　(填“增加”或“减少”)　　　　g。
12．下列四种装置中，①盛200 mL 0.005 mol·L－1硫酸铜溶液　②盛200 mL 0.01 mol·L－1硫酸　③盛200 mL氯化锌溶液　④盛200 mL氯化钾溶液
(1)上述四种装置中，为电解池的是　　　　　(用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别是_____________________________________________________________
(注明电极名称)；
(2)用离子方程式回答：通电时装置④中的总反应式是___________________________，
溶液中可能发生的副反应是_________________________________________________；
(3)工作一段时间后，测得导线上均通过0.002 mol电子，则上述四种装置中溶液pH最小的是　　　　　(用编号回答，溶液体积变化忽略不计)；
(4)若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是________________________________________________________________________，
C极上发生的反应是______________________________________________________。
答案
基础再现·深度思考
考点一
1．电流　氧化反应　还原反应
2．电能　化学能
3．(1)①电源　②电解质溶液　熔融盐
③闭合回路
(2)
(3)①负极　阴极　阳极　正极　②阴极　阳极
5．(从左至右，从上至下)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2
H2　增大　减小　H2O
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2　H2　增大　增大　H2O
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2　H2　增大　不变或略变化　H2O
2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑
酸　非金属单质　H2　增大　通入HCl气体
2Cl－－2e－===Cl2↑　Cu2＋＋2e－===Cu　盐　非金属单质　金属单质　CuCl2
2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑
水和盐　非金属单质　H2　增大　通入HCl气体
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　2Cu2＋＋4e－===2Cu　水和盐　O2　金属单质
减小　CuO　CuCO3
考点二
1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　2H＋＋2e－===H2↑　还原
(3)烧碱　氯气　氢气
2．(1)阴　阳　(2)AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液
(3)Ag－e－===Ag＋　Ag＋＋e－===Ag
(4)阳　阴　不变
3．(1)粗铜　纯铜　(3)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu
4．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2Na＋＋2e－===2Na
(2)6O2－－12e－===3O2↑　4Al3＋＋12e－===4Al
考点三
1．失去电子　金属阳离子　氧化反应
2．(1)(从左至右，从上至下)非金属单质直接　电解质溶液　无　有微弱　氧化　氧化
电化学
(2)(从左至右，从上至下)水膜酸性较强(pH≤4.3)　水膜酸性很弱或呈中性　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
吸氧腐蚀
3．(1)①原电池　a．负极　b．正极　②电解　a．阴极　b．阳极
深度思考
1．(1)2H2O2H2↑＋O2↑
(2)2HClH2↑＋Cl2↑
(3)CuCl2Cu＋Cl2↑
(4)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
(5)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
2．放H2生碱型的实质是水电离出的H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH－放电，破坏了水的电离平衡，使H＋浓度增大。
3．用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物。
4．Ⅰ.2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
Ⅱ.Al＋3HCO－3e－===Al(OH)3＋3CO2↑
5．(1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色
(2)2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I2
6．(1)湿润的淀粉 KI试纸变蓝　(2)防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。
7．(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(2)H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大　(3)B
8．D　9.B　10.C　11.A
规律方法·解题指导
【例1】　(1)负　正
(2)4Ag＋＋4e－===4Ag　0.025
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　140
(4)Cu2＋＋2e－===Cu　0.012 5
(5)2Cl－－2e－===Cl2↑　280
(6)B　HNO3
【例2】　B
【例3】　(1)0.2　(2)0.4　(3)0.6
【例4】　(1)Fe－2e－===Fe2＋
(2)2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　②
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于
②D　③H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)
④O2＋2H2O＋4e－===4OH－
【例5】　(1)紫黑色　升华　(2)2I－－2e－===I2(或I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O)　6 mol
(3)
实验方法 实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。 如果不变蓝，说明无I－(如果变蓝，说明有I－)
(4)冷却结晶　干燥　洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
真题重组·规范集训
1．B　
2．C　
3．(1)NaOH
(2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
(3)Cl2与水反应：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出
4．CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO2－3＋N2↑＋6H2O
5．①A　2H＋＋2e－===H2↑　②O2＋4H＋＋4e－===2H2O　③(x－2y)/y
6．C　
7．(1)①正　②4OH－－4e－===2H2O ＋ O2↑
③水减少的质量：100 g×(1－)＝4.5 g，生成O2的体积：××22.4 L·mol－1＝2.8 L　④16　⑤碱性增大，因为相当于电解水　酸性增大，因OH－放电， H＋增多　酸碱性不变，相当于电解水
(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。
8．B　
9．B　
10．(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3
(2)HCl、AlCl3　NaCl
(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，
H＋＋OH－===H2O
(4)阳　Al＋4Cl－－3e－===AlCl，
2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl
(5)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍钢铁被腐蚀
11．(1)Li(还原剂)　Li－e－=== Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气体生成
SOCl2＋H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑
(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应
课时规范训练
教材习题回扣
1．A　2.D　3.D　4.B
5．64　6.02×1022个
能力提升训练
1．B　2.A　3.A　4.B　5.D　6.D　7.D
8．D　9.C
10．(1)中性、碱性或弱酸　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(2)较强酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑
11．(1)原电池　电解池
(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　有无色气体产生，附近溶液出现红色
(3)减少　0.65　增加　0.01
12．(1)①③④　阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
(2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)②　(4)2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－大题冲关滚动练之六——电化学原理综合应用题
1．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是________(填序号)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。
①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360 kg的水，则电路中通过了________ mol电子。
2．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。
(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式：_____________________________________。
(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋、H＋三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH＝1，则溶解铜的质量是______ g，溶液中的c(SO)＝________ mol·L－1。
(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应，请判断图中的正、负极，并选出适当的物质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中。
正、负极判断 电极材料 电极反应式
X极
Y极
3. (1)某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为_____________________________。
　
图1　　　　　　　　　图2
(2)芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为____________________________________________________。
此时通过阴离子交换膜的离子数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：
________________________________________________________________________。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为__________________________________________。已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，理论上有________ kJ的能量转化为电能。
4．高氯酸铵(AP)受高温和猛烈撞击能引起爆炸，可用作火箭推进剂。目前制备高氯酸铵的流程如下：
―→混合物AHClOHClO3HClO4NH4ClO4
(1)写出Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式：_____________________________________。
将HClO3加入到电解槽中，电解产生H2和O3，产生H2的电极名称为__________，写出产生O3的电极反应式：__________________。O3与ClO反应生成ClO，O3与ClO反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________________________________。
(2)工业上含有ClO的废水可用微生物法处理：向含有ClO的废水中加入铁来制造厌氧环境，其主要原理是发生析氢腐蚀，析氢腐蚀时溶液pH变化为________(填“增大”或“减小”)，负极反应式为______________________________________________________。
(3)已知Fe2＋可用K3Fe(CN)6来检验(呈蓝色)。将图Ⅰ装置中的铁棒末端分别连上一块锌片和铜片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如图Ⅱ所示)发生了变化，则下列说法正确的是________。
a．甲区呈现红色 b．乙区呈现蓝色
c．丙区产生Cu2＋ d．丁区产生Fe2＋
5．已知：①Cu2O溶于硫酸，立即发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。②部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示：
Cu(OH)2 CuOH CuCl Cu2O
颜色 蓝色 黄色 白色 砖红色
Ksp(25 ℃) 1.6×10－19 1.0×10－14 1.2×10－6
某研究性学习小组对电解饱和食盐水进行了如下探究：
实验Ⅰ装置如图所示，接通电源后，发现a、b电极上均有大量气
泡产生。
(1)电解过程中的总离子反应方程式为______________________。
(2)为了确定电源的正、负极，下列操作一定行之有效的是　　　　
(填序号)。
A．观察两极产生气体的颜色
B．往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C．用燃着的木条靠近U形管口
D．在U形管口置一张湿润的淀粉 KI试纸
实验Ⅱ　把上述电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电
解，装置如图所示。
观察到的现象如下所示：
①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；
②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极
扩散；
③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；
④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；
⑤a极一直有大量气泡产生；
⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色。
(3)a极发生的电极反应方程式为________________________________________________。
(4)电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为___________________________________。
(5)12 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是　　　　　，原因是________________。
(6)最后沉淀的成分是　　　　　，请设计一实验验证此成分：_______________________。
答案
1．(1)A　(2)BCD　(3)负　40 000
2．(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
(2)0.64　0.5
(3)
正、负极判断 电极材料 电极反应式
X极 负极 铜 Cu－2e－===Cu2＋
Y极 正极 碳 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
3. (1)①吸氧　②2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　(2)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于　②D
③H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大
④H2－2e－＋2OH－===2H2O　571.6
4．(1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　阴极　6OH－－6e－===O3↑＋3H2O　1∶3　(2)增大　Fe－2e－===Fe2＋　(3)ad
5．(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)BD
(3)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
(4)Cu＋Cl－－e－===CuCl↓
(5)CuOH和Cu2O　Ksp(CuOH)(6)Cu2O　取少量样品放入试管，滴加少量稀硫酸，观察到沉淀部分溶解且溶液呈蓝色，说明沉淀成分为Cu2O专题讲座九 电化学高考命题的探究
　电化学知识是历年来的命题重点，几乎每年每套化学试卷中都有所涉及，有时出现在选择题中，有时出现在非选择题中。在考查电化学基础知识的前提下，命题题材及角度出现新的变化特点，现主要以近几年电化学试题为例说明。
一、关注新型化学电源的高考命题角度
　新型电池一般具有高能环保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。
1．可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接
(1)放电时新型电池中
(2)可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
2．可充电电池电极反应式的书写方法
书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
3．对溶液中离子的移动方向判断
放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
【例1】　(2011·安徽理综，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 (　　)
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
【例2】　(2011·新课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是 (　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
【例3】　(2010·江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
(　　)
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
二、电化学与化学实验知识有机融合
　由于电化学在电极反应分析及电极反应式等知识中，要涉及到电极材料、电解液中离子等性质的分析，因而在电化学考查中就容易与化学实验融合在一起，如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等等，这样就提高了试题的综合度，利于全面考查学生的基础知识及灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意、能力考查的命题原则下，相信该类试题将继续受到推崇。
【例4】　(2009·山东理综，29)Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是____________。电池工作时，电子流向______________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为______________________________g。
【例5】　(2010·大纲全国卷Ⅱ，29)右图是一个用铂丝作电极，
电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示
剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，
酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是　　　　(填编号)；
①A管溶液由红变黄；② B管溶液由红变黄；③ A管溶液不变色；④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：______________________________________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：______________________________________________；
(4)检验a管中气体的方法是____________________________________________________；
(5)检验b管中气体的方法是____________________________________________________；
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_________________。
三、在元素推断等知识中渗透电化学内容
　元素推断、物质推断、氧化还原反应、反应速率影响等知识也是命题考查的重点内容。为了拓展知识考查的宽度，体现学科知识的密切相关性，故在该类问题中常设计一些简单的电化学知识考查，以提高试题的综合性，但难度不大。
【例6】　X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知：①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。请回答：
(1)Z2Y的化学式是____________。
(2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是______________________________________________。
(3)如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和
溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。
接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段
时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流
表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是　　　　(填“正
极”或“负极”)，C(Ⅱ)的电极反应式是____________________。
(4)铜屑放入稀H2SO4中不发生反应，若在稀H2SO4中放入
X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是___________________________________。
答案
【例1】　B　
【例2】　C　
【例3】　C　
【例4】　(1)Zn(或锌)　正极
(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b
(3)2H＋＋2e－===H2↑ 　87
【例5】　(1)①④
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)
(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)
【例6】　(1)Na2O
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(3)负极　Cl2＋2e－===2Cl－
(4)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O第1讲　化学能与热能
[考纲解读]　1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。
考点一　化学反应的焓变
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：________变化和__________变化。
(2)化学反应中的两大守恒：________守恒和__________守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：________、光能、电能等。通常主要表现为________的变化。
2．焓变、反应热
(1)定义：在________条件下进行的反应的____________。
(2)符号：________。
(3)单位：____________或____________。
3．吸热反应和放热反应
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。
　
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
(3)反应热ΔH的基本计算公式
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和
(4)常见放热反应
①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。
(5)常见吸热反应
①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
4．盖斯定律
对于一个化学反应，无论是________完成，还是__________完成，其反应的焓变是________的。
如由A到B可以设计如下两个途径：
途径一：A→B(ΔH)
途径二：A→C→B(ΔH1+ΔH2)
则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH=　　　　　　　。
1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？
2．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？
3．做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？
4．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A．反应过程可表示为 ―→ ―→
B．E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应为ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应
5．(2011·重庆理综，13)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为________。
考点二　热化学方程式
1．概念
表示参与化学反应的物质的__________和__________的关系的化学方程式。
2．意义
表明了化学反应中的________变化和________变化。
如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
3．书写
(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。
(2)注明物质状态：常用______、______、______、______分别表示固体、液体、气体、溶液。
(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。
(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)
(5)区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。
(6)注意热化学方程式的化学计量数
热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
6．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是 (　　)
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
7．实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为 (　　)
A．40% B．50% C．80% D．90%
　(1)热化学方程式表示已完成的数量，计算可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底。
(2)反应逆向进行时，其反应热数值不变，符号相反。
(3)“五看”法判断热化学方程式的正误：
①看方程式是否配平；
②看各物质的聚集状态是否正确；
③看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；
④看反应热的单位是否为kJ·mol－1；
⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。
考点三　中和热和燃烧热
比较项目 燃烧热 中和热
相同点 能量变化 ____反应
ΔH ΔH__0，单位：________
不同点 反应物的量 ____ mol (O2的量不限) 可能是1 mol，也可能是0.5 mol
生成物的量 不限量 H2O是 ____ mol
反应热的含义 __________时，____ mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同 ________中强酸跟强碱发生中和反应生成 ____ mol H2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为______ kJ·mol－1
8．下列关于热化学反应的描述中正确的是 (　　)
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·mol－1
C．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
9．25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是 (　　)
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
　(1)燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量；如C生成的为CO2，而不是CO，H2生成的应为H2O(l)而不是H2O(g)。
(2)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量，为57.3 kJ·mol－1，弱酸弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3 kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3 kJ。(3)对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变还为负值。
考点四　能源
1．概念
能提供________的自然资源。
2．发展阶段
________时期→____________时期→____________时期。
3．分类
(1)化石燃料
①种类：________、________、________。
②特点：蕴藏量有限，且________再生。
(2)新能源
①种类：____________、________、________、__________、__________和__________等。
②特点：资源丰富，________再生，没有污染或污染很小。
4．能源问题
(1)我国目前使用的主要能源是____________，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。
(2)化石燃料的大量使用带来严重的____________问题。
5．解决能源问题的措施
(1)提高能源的使用效率
①改善开采、运输、加工等各个环节。
②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
一是保证燃烧时有____________，如鼓入空气、增大O2浓度等。
二是保证燃料与空气有____________，如将固体____________，使液体__________等。
(2)开发新的能源
开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
10．2009年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的最后一次机会”的联合国气候变化大会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是 (　　)
①回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源
②发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使用　③使用填埋法处理未经分类的生活垃圾　④推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染　⑤研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染
A．①②④⑤ B．①②⑤
C．①②③④ D．③④⑤
11．能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中
阴影部分的能源是 (　　)
A．煤炭、石油、沼气
B．水能、生物能、天然气
C．太阳能、风能、潮汐能
D．地热能、海洋能、核能
中和热的测定
1．测定原理
ΔH＝
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
2．装置如图(在横线上填出仪器的名称)
3．注意事项
(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是__________________________________。
(2)为保证酸、碱完全中和，常采用______稍稍过量。
(3)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是________，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是___ ___________________。
4．问题设计
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50 mL，并记录如下原始数据。
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度(t2)/℃ 温差(t2－t1)/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 25.1 24.9 25.0 31.6 6.6
2 25.1 25.1 25.1 31.8 6.7
3 25.1 25.1 25.1 31.9 6.8
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00 g·cm－3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1，则该反应的中和热为ΔH＝__________。
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是____________________________________________。
(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
反应热大小的比较
1．比较ΔH的大小时需带正负号吗？
2．怎样比较两个反应的ΔH大小？
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
因为C(g)===C(l)　ΔH3________0，
则ΔH3＝________________，ΔH2______ΔH1。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0
S(g)S(s)SΔH1O2(g)
ΔH2＋ΔH3＝__________，则ΔH3＝________________，又ΔH3______0，所以ΔH1______ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2<0
根据常识可知CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3<0
又因为ΔH2＋ΔH3＝__________，所以ΔH2____ΔH1。
【例1】　下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是 (　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
利用盖斯定律书写热化学方程式
【例2】　已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
(3)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－870.3 kJ·mol－1
根据以上方程式可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为 (　　)
A．＋244.1 kJ·mol－1 B．－488.3 kJ·mol－1
C．－996.6 kJ·mol－1 D．＋996.6 kJ·mol－1
【例3】　已知下列热化学方程式
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－25 kJ·mol－1 ①
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－47 kJ·mol－1 ②
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝＋19 kJ·mol－1 ③
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_______________________________。
【例4】　由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH＝________kJ·mol－1，氢气的燃烧热为__________kJ·mol－1。
反思感悟　应用盖斯定律进行简单计算
(1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应乘、除以同一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
(2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(3)在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
(4)根据物质燃烧放热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。
高考题组一　反应热与热化学方程式
1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)已知冰的熔化热为6.0 kJ·mol－1，冰中氢键键能为20 kJ·mol－1。假设每摩尔冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键 (　　)
(2011·浙江理综，12A)
(2)A.甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 (　　)
B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 (　　)
(2010·浙江理综，12A、B)
(3)化学反应必然伴随着能量的变化 (　　)
(2009·上海，5D)
(4)1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 (　　)
(2008·四川理综，7D)
2．(2011·上海，11)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(ⅰ)I2(g)＋H2(g)? ?2HI(g)＋9.48 kJ
(ⅱ)I2(s)＋H2(g)?? 2HI(g)－26.48 kJ
下列判断正确的是 (　　)
A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ
B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定
D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
3．(2010·大纲全国卷Ⅱ，7改编)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2 878 kJ·mol－1
②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－1 746 kJ·mol－1
④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
由此判断，正丁烷的燃烧热是 (　　)
A．ΔH＝－2 878 kJ·mol－1 B．ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
C．ΔH＝－1 746 kJ·mol－1 D．ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
4．(2010·山东理综，10)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 (　　)
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
5．(2009·上海，19改编)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值)：
H2(g)＋Cl2(g)―→2HCl(g)＋Q1
H2(g)＋Br2(g)―→2HBr(g)＋Q2
有关上述反应的叙述正确的是 (　　)
A．Q1>Q2
B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．生成1 mol HCl气体时放出Q1 kJ热量
D．1 mol HBr(g)具有的能量小于1 mol HBr(l)具有的能量
6．(2009·重庆理综，12)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) (　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO
ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)
7．(2008·重庆理综，13)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 (　　)
A．N2(g)＋3H2(g)?? 2NH3(l)
ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)?? 2NH3(g)
ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1
C.N2(g)＋H2(g) ??NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g) ?? NH3(g)
ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
高考题组二　催化剂对反应历程的影响及活化
能的理解
8．(2011·上海，3)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是 (　　)
9．(2011·海南单科，11改编)某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是 (　　)
A．正反应活化能小于100 kJ·mol－1
B．逆反应活化能一定小于100 kJ·mol－1
C．正反应活化能不小于100 kJ·mol－1
D．正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·mol－1
课时规范训练
教材习题回扣
1．(必修2P37－6)下列说法中，错误的是 (　　)
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D．能量变化是化学反应的基本特征之一
2．(必修2P37－7改编)金刚石和石墨是由碳元素组成的两种结构不同的单质(同素异形体)。在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能。据此，试判断在100 kPa压强下，下列结论正确的是 (　　)
A．石墨比金刚石稳定
B．金刚石比石墨稳定
C．1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高
D．1 mol石墨与1 mol金刚石的总能量一样高
3．(必修2P37－4)下列反应中，属于放热反应的是__________________________________，
属于吸热反应的是__________。
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)
②燃烧木炭取暖　③炸药爆炸　④酸与碱的中和反应　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败
4．(选修4P6－4)根据下列图式，写出反应的热化学方程式。
能力提升训
1．下列热化学方程式书写不正确的是 (　　)
A.H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)
ΔH＝－91.5 kJ·mol－1
B.H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)
ΔH＝＋91.5 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ·mol－1
D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1
2．下列对热化学方程式：H2(g)＋I2(g)===HI(g)　ΔH＝＋26 kJ·mol－1的叙述中，正确的是(　　)
A．1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量
C．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需要吸收52 kJ的热量
D．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量
3．100 g碳粉燃烧所得气体中，CO占、CO2占体积，且
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－282.57 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－392.92 kJ·mol－1
与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是 (　　)
A．392.92 kJ B．2 489.44 kJ
C．784.92 kJ D．3 274.3 kJ
4．下列说法正确的是 (　　)
A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B．若反应为放热反应，则该反应不必加热就可发生
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．化学反应都伴随着能量的变化
5．已知红磷通常要比白磷稳定，下列两个反应：
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2
则ΔH1和ΔH2的关系是 (　　)
A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2
C．ΔH1<ΔH2 D．无法确定
6．已知(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH1＝a kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式正确的是 (　　)
A．ad>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
7．在同温同压下，下列选项符合ΔH1>ΔH2的是 (　　)
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH2
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2
8．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1　②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1下列结论正确的是 (　　)
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为 221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
9．已知EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量，则对于放热反应A＋B===C＋D，以下说法正确的是 (　　)
A．EA>EC
B．EA>EC＋ED
C．EA＋EB>EC＋ED
D．EA＋EB10. 火箭新兵“长三丙火箭”第三级推进器使用的燃料是液态氢，已知在298 K时，2 g H2与O2完全反应生成液态水时放热285.8 kJ。则下列有关判断正确的是 (　　)
A．在298 K时，11.2 L H2完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9 kJ
B．H2(g)的燃烧热是285.8 kJ，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C．在298 K时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH<－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
11．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示。
(1)a、b、c分别代表的意思是　　　　　、　　　　　　　　　　、　　　　　　。
(2)该反应是　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应，ΔH　　　　(填“<”或“>”)0。
12．已知某反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示),1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1______，E2______，ΔH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
13．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在燃烧过程中氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
(1)等量金刚石和石墨完全燃烧，　　　　(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：______________________________________。
(2)在通常状况下，金刚石和石墨，　　　　(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式： _______________________________________。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为　　　　 kJ。
14．煤作为燃料，可以有下列两种途径(把煤看成由碳组成)：
途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
途径Ⅱ：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－c kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－d kJ·mol－1
试回答下列问题：
(1)燃烧等质量的煤，途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)b的数学关系式是______________(用a、c、d表示)。
(3)由于制取水煤气反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量，那么在反应时，反应物需要________(填“吸收”或“放出”)能量才能转化为生成物。
(4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义________________________________________。
答案
基础再现·深度思考
考点一
1．(1)物质　能量　(2)质量　能量　(3)热能
热量
2．(1)恒压　热效应　(2)ΔH
(3)kJ·mol－1　kJ/mol
3．(1)吸　放
4．一步　分几步　相同　ΔH1＋ΔH2
考点二
1．物质的量　反应热
2．物质　能量
3．(2)s　l　g　aq
考点三
　(从左至右，从上至下)放热　<　kJ·mol－1　1　1　25 ℃、101 kPa　1　稀溶液
1　57.3
考点四
1．能量
2．柴草　化石能源　多能源结构
3．(1)①煤　石油　天然气　②不能　(2)①太阳能　氢能　风能　地热能　海洋能　生物质能　②可以
4．(1)化石燃料　(2)环境污染
5．(1)②适当过量的空气　足够大的接触面积
粉碎成粉末　喷成雾状
深度思考
1．在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，光能多，故热量少。
2．不正确。反应放热还是吸热，与反应物和生成物具有的能量有关，与加热与否无必然关系。例如红磷和O2生成P2O5需要加热，Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌就可反应。
3．持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热目的一般是加快反应速率。
4．D　
5．－1 220 kJ·mol－1
6．D　7.C　8.B　9.C　10.A　11.C
规律方法·解题指导
实验探究
2．环形玻璃搅拌棒　温度计
3．(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失
(2)碱　(3)上下搅动　铜传热快，热量损失大
4．(1)偏小　(2)－56.01 kJ·mol－1　(3)偏小
用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小　(4)偏小
规律方法
1．比较吸、放热反应过程中，吸收或放出热量的多少时不考虑符号，但比较ΔH大小时，必须带正、负号比较，对放热反应，ΔH越小，放热越多；对吸热反应，ΔH越大，吸热越多。
2．(1)<　ΔH2－ΔH1　<　(2)ΔH1　ΔH1－ΔH2　<　<　(3)ΔH1　>
【例1】　C　
【例2】　B　
【例3】　FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
【例4】　H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1　－571.6　285.8
真题重组·规范集训
1．(1)√　(2)A.×　B．×　(3)√　(4)×
2．D　
3．A　
4．C　
5．A
6．C　
7．A
8．B　
9．C　
课时规范训练
教材习题回扣
1．C　2.A
3．②③④⑤⑥　①
4．(1)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
(2)CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋41 kJ·mol－1
能力提升训练
1．B　
2．C　
3．C
4．D　
5．C　
6．C　
7．B　
8．A
9．C　
10．D
11．(1)活化能　活化分子变为生成物释放的能量　反应热
(2)放热　<
12．(1)吸热　E1－E2　一定低
(2)减小　减小　不变
13．(1)金刚石　C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
(2)石墨　C(石墨，s)===C(金刚石，s)
ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1　(3)252.0
14．(1)等于
(2)b＝－a＋(c＋d)/2
(3)小于　吸收
(4)固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高第2讲　原电池　化学电源
[考纲解读]　1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
考点一　原电池
1．概念
把________能转化为________能的装置。
2．工作原理
以锌铜原电池为例
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向 由Zn沿导线流向Cu
盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K+移向正极，Cl-移向负极
3．原电池构成条件
(1)两个______________的电极。
(2)将电极插入________________中。
(3)用导线连接电极构成__________。
(4)能自发进行的____________。
4．正、负极判断
1．有关电化学知识的描述正确的是 (　　)
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 (　　)
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
　(1)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(2)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
(3)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
(4)原电池电极的“正”极与“负”极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
考点二　化学电源
1．碱性锌锰干电池——一次电池
总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；
负极反应：_______________________________________________________________。
2．锌银电池——一次电池
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；
正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应式：________________________________________________________________。
3．二次电池(可充电电池)
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是________，正极材料是________。
(1)放电时的反应
①负极反应：________________________________________________________________
②正极反应：________________________________________________________________
③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
(2)充电时的反应
①阴极反应：________________________________________________________________
②阳极反应：________________________________________________________________
③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4
(3)可充电电池原理示意图
4．燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
酸性 碱性
负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式 2H2＋O2===2H2O
3．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请
回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)电解液中H2SO4的浓度将变_____________________________；
当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间
后，则在A电极上生成________，B电极上生成____________，此时铅蓄电池的正负极
的极性将________。
4．(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH_______________________________________________________。
(填“变小”、“增大”或“不变”)
(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH_______________________________________________________。
(填“变小”、“增大”或“不变”)
考点三　原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
2．比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3．用于金属的防护
使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。
5．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 (　　)
　A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
6．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是 (　　)
原电池电极反应式的书写程序
1．“加减法”书写电极反应式
(1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。
(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
【例1】　有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠跟人体内体液中含有的一定浓度的溶解氧、H＋和Zn2＋进行工作，试写出该电池的两极反应式。
【例2】　Li SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4 SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________。
【例3】　铝 空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
负极：______________________________________________________________________
正极：______________________________________________________________________
2．燃料电池电极反应式的书写
电极：惰性电极。
燃料包含：H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH)等。
电解质包含：①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物，如Y2O3；④熔融碳酸盐，如K2CO3等。
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O；
甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O　①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　②
①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－
(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
【例4】　以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：
(1)酸性条件
燃料电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
燃料电池正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：_________________________________________。
(2)碱性条件
燃料电池总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O①
燃料电池正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)
燃料电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
燃料电池正极反应式：O2＋4e－===2O2－②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：__________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下
电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。正极电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。电池总反应式－正极电极反应式得负极电极反应式：__________________。
盐桥原电池的专题突破
1．盐桥的组成和作用
(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
2．单池原电池和盐桥原电池的对比
　
图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。
负极：Zn－2e－===Zn2＋
正极：Cu2＋＋2e－===Cu
总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。
图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。
关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。
【例5】　某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是 (　　)
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
【例6】　已知反应AsO＋2I－＋2H＋??AsO＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液
结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题：
(1)两次操作中指针为什么发生偏转？
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。
(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为_______________________________________；
(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为________________________________________。
(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K+移向　　　烧杯溶液(填“A”或“B”)。
【例7】　根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂 饱和KNO3溶液。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是________________________________。
(2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式：
银电极：__________________________________________________________________；
X电极：__________________________________________________________________。
(3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。
(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是__________(填序号)。
A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO
(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。Ag电极能否被石墨代替_____。
高考题组一　原电池正负极的判断、电极反应
式的书写
1．(2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是 (　　)
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
2．根据下图，下列判断中正确的是 (　　)
A．烧杯a中的溶液pH降低
B．烧杯b中发生氧化反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2
3．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 (　　)
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
4．(2011·广东理综，12)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
5．(2010·课标全国卷，12)根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是 (　　)
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
6．(2008·广东，5)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂 KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 (　　)
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极　②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag　③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作　④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同(提示：盐桥中K＋、NO可自由移动)
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
7．Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：______________________________________________________________________。
高考题组二　原电池原理的应用
(一)设计原电池
8．(2009·福建理综，11)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 (　　)
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
(二)蓄电池
9．(2011·课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是 (　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
10．(2008·海南，7)关于铅蓄电池的说法正确的是 (　　)
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
(三)燃料电池
11．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是 (　　)
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
12．(2009·广东，14)可用于电动汽车的铝 空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 (　　)
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
13．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为______________________、正极的反应式为____________________。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为____(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
(已知CH3OH的燃烧热为－726.5 kJ·mol－1)
(四)新型电池
14．(2011·福建理综，11)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OH－向正极移动
D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
15．(2010·浙江理综，9)Li Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是(　　)
A．Li Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．该电池的电池反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
16．(2011·山东理综，29)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_____________。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是________。
(2)右图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na+xS===Na2Sx，正极的电极反应式为　　　　　　　　。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是　　　　。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的　　　　　　倍。
(3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH　　(填“增大”、“减少”或“不变”)。Na2S溶液长期放置有硫析
出，原因为　　　　(用离子方程式表示)。
品味高考评分细则，提高答题能力
考生答卷案例——找错纠错
评分细则
(1)第一空(2分)：分子式必须正确，错误不给分；方程式必须配平，不配平不给分；气体符号不要求；方程式用箭头或者等号均可，但是不能用可逆号。
第二空(1分)：“烧碱”、“火碱”、“苛性钠”、“碱液”、“热碱液”等表示均可；
(2)第一空(2分)：电子右上角的负号不写不可；x必须要出现在方程式中；方程式必须配平；方程式必须是得电子(＋e－)，不能反写。
第二空(2分)：两个作用，写出一个给1分。只要体现出“导电”和“隔离钠与硫”即给分。比如“分隔”、“隔绝”；“电子流动”、“闭合回路”、“转移电子”、“构成盐桥”等表达，合理即给分。
第三空(2分)：4.5。
(3)第一空(2分)：离子顺序和离子电荷都写对才给分，浓度表达方式，[Na＋]或c(Na＋)或者Na＋均可。
第二空(1分)：减小。
第三空(2分)：配平不作要求；沉淀符号不要求。
评卷心得：许多考生的解题思路是正确的。但由于平时训练不规范，对自己要求不严格，造成不必要的失分，如e不加负号、漏写单位、出现错别字，不按要求作答等。
课时规范训练
教材习题回扣
1．(必修2P45－4)下列各组材料中，不能组成原电池的是 (　　)
A B C D
两极材料 Zn片、石墨 Cu片、Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片
插入溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
2.(必修2P45－5)氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
据此作出判断，下列说法中错误的是 (　　)
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O
C．产物为无污染的水，属于环境友好电池
D．燃料电池的能量转化率可达100%
3．(选修4P78－1)碱性锌锰电池获得了广泛的应用，根据电池的电极反应，下列判断正确的是 (　　)
A．Zn为负极，MnO2为正极
B．Zn为正极，MnO2为负极
C．工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极
D．Zn电极发生还原反应，MnO2电极发生氧化反应
4．(选修4P78－2)铅蓄电池充电时，PbSO4 (　　)
A．在阳极生成
B．在阴极生成
C．在两个电极上生成
D．在两个电极上除去
5．(选修4P78－3)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
由此可知，该电池放电时的负极是 (　　)
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2
C．Cd D．NiO(OH)
能力提升训练
1．下图中能组成原电池产生电流的是 (　　)
2．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是 (　　)
A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低
D．当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高
3．某学生欲完成Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋反应，设计了下列四个实验，可行的是 (　　)
4．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列说法中正确的是 (　　)
A．电池内部H＋由正极向负极移动
B．另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极
D．电池总反应式为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O
5．下列叙述正确的是 (　　)
A．铜、锌、稀硫酸形成的原电池放电时，溶液中阳离子向铜电极移动
B．充电时，把铅蓄电池的负极接在外电源的正极
C．镀锌铁镀层破损后铁更易被腐蚀
D．碱性氢氧燃料电池工作时，负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
6．一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池正极发生的反应是 (　　)
A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq)
7．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是 (　　)
A．正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式：2H2＋O2===2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
8. 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确(　　)
A．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O
C．放电时每转移3 mol 电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
9．Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S2－＋4H2O－8e－===SO＋8H＋。有关该电池的下列说法中正确的是 (　　)
A．若有1.12 L氧气参与反应，则有0.2 mol电子发生转移
B. 质子由正极移向负极
C．该电池的总反应为S2－＋2O2===SO
D．正极的电极反应式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
10．以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2－)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，不含碳，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。其工作原理如图所示，下列关于直接氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是 (　　)
A．该电池工作时的总反应为4NH3＋5O2===4NO＋6H2O
B．固体氧化物作为电池工作的电解质，其作用是让电子在电池内移动
C．电池工作时，在接触面上发生的电极反应为2NH3＋3O2－－6e－===N2＋3H2O
D．外电路的电流方向为从电极a流向电极b
11．如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊
着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4
溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈) (　　)
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．铁圈和银圈仍保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D．银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
12．银器皿日久表面会逐渐变成黑色，这是由于生成硫化银(Ag2S)，有人设计用原电池的原理进行“抛光”，其处理方法是：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银恢复光泽，且不会损失。试回答：
(1)食盐的作用是_________________________________________________________。
(2)在此原电池反应中，负极发生的电极反应为________________________________，
正极发生的电极反应为____________________________________________________。
(3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为____________________，
原电池总反应方程式为_____________________________________________________。
13．根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
要求：(1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯。
(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。
(3)写出两个电极上发生的电极反应。
14．(1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4溶液中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)_______________________________________________________________，
Cu片(　　)_______________________________________________________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？________(填“能”或“不能”)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)________________________________________________________________，
Cu片(　　)_________________________________________________________________。
答案
基础再现·深度思考
考点一
1．化学　电
2．(从左至右，从上至下)锌片　铜片　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化反应　还原反应
3．(1)活泼性不同　(2)电解质溶液　(3)闭合回路　(4)氧化还原反应
考点二
1．Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2．Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
3．Pb　PbO2
(1)①Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4
②PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O
(2)①PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4
②PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4
4．O2＋4e－＋4H＋===2H2O
深度思考
1．D　2.B
3．(1)小 　48　(2)Pb　PbO2　对换
4．(1)变小　变小　(2)变小　增大
5．B　6.A
规律方法·解题指导
【例1】　负极：2Zn－4e－===2Zn2＋，
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
【例2】　(1)锂　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
【例3】　4Al－12e－===4Al3＋
3O2＋12e－＋6H2O===12OH－
【例4】　(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
(2)CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
(3)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
(4)CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2O
【例5】　D　
【例6】　(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。
(2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，平衡向正反应方向移动，AsO3－4得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。(Ⅱ)加碱，c(OH－)增大，平衡向逆反应方向移动，AsO3－3失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。
(3)2I－－2e－===I2
(4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O
【例7】　(1)Cu　AgNO3溶液
(2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu－2e－===Cu2＋
(3)Cu　Ag　(4)B
(5)能　能
真题重组·规范集训
1．A
2．B　
3．B
4．D　
5．A
6．C　
7．Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag
8．D　
9．C　
10．B　11.D　12.A
13．CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
3/2O2＋6e－＋6H＋===3H2O　96.6%
14．C　15.B
16．(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑　CS2[或(热)碱溶液]
(2)xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)
离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫　4.5
(3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)　减小
2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
课时规范训练
教材习题回扣
1．C　2.D　3.A　4.D　5.C
能力提升训练
1．B　2.C　3.C　4.D　5.A　6.B　7.D
8．C　9.C　10.C　11.D
12．(1)食盐溶于水形成电解质溶液
(2)2Al－6e－===2Al3＋
3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－
(3)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑
2Al＋3Ag2S＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2S↑＋6Ag
13．(1)装置图如下：
(2)电池的正、负极及外电路中电子的流向如图所示。
(3)负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋；
正极(C)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
14．(1)负极　2Al－6e－===2Al3＋
正极　6H＋＋6e－===3H2↑
(2)能　正极　2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O
负极　Cu－2e－===Cu2＋

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