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第1章 化学反应与能量转化
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 市中区校级期中）利用CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理（M为催化剂）和不同催化剂（Bi、BiIn或In）下的相对能量变化如图所示（*表示吸附态）。下列说法错误的是（　　）
A．存在2个副反应
B．总反应为CO2+H2HCOOH
C．使用BiIn作催化剂更优
D．降低温度有利于提高CO2制甲酸的平衡转化率
2．（2025秋 山东期中）下列说法错误的是（　　）
A.外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 B.可表示Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl反应的能量变化
C.由图可知，A与C的能量差为：E4﹣E1﹣E3+E2 D.已知初始Cu、Ag电极质量相等，当外电路中通过0.1mole﹣时，两电极质量相差14g
A．A B．B C．C D．D
3．（2025秋 山东期中）下列说法正确的是（　　）
A．在一定温度和压强下，将0.5mol N2（g）和1.5mol H2（g）充分反应生成NH3（g），放出热量19.3kJ，则其热化学方程式为N2（g）+3H2（g）══2NH3（g）ΔH＝﹣38.6kJ/mol
B．一定条件下，2SO2（g）+O2（g）══2SO3（g）ΔH1，2SO2（g）+O2（g）══2SO3（l）ΔH2，则.ΔH1＜ΔH2
C．同温同压时，等物质的量的氢气和氯气光照和点燃条件下反应的ΔH不同
D．强酸强碱的中和热为57.3kJ/mol，则]Ba（OH）2（aq）+H2SO4（aq）＝BaSO4（s）+2H2O（l）ΔH＜﹣114.6kJ/mol
4．（2025秋 山东月考）科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法，其中办法之一就是利用太阳能将H2O分解成H2，再将化学能转化为其他能源。图是有关的能量循环示意图（已知：H—H键的键能为akJ mol﹣1，O—O键的键能为bkJ mol﹣1）。下列有关说法正确的是（　　）
A．图中ΔH1＜0
B．断开1mol H—O键所需要的太阳能为（ΔH1+a+b）kJ
C．1mol H2燃烧生成液态水的能量变化为ΔH3
D．水蒸气所具有的能量比液态水多ΔH2kJ
5．（2024秋 山东校级期中）已知H—H的键能为436kJ mol﹣1，I—I的键能为151kJ mol﹣1反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）经历了如下反应历程：①I2（g） 2I（g），②H2（g）+2I（g） 2HI（g），反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．H—I的键能为299kJ mol﹣1
B．升高温度，反应①速率增大，反应②速率减小
C．升高温度，反应②的限度和速率均增大，有利于提高H2的转化率
D．为防止反应过程中有I（g）大量累积，应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
6．（2025秋 市中区校级月考）下列图示所表示的信息与对应的叙述相符的是（　　）
A．图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，则H2的摩尔燃烧焓为﹣241.8kJ mol﹣1
B．图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C．图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热，则ΔH1＝ΔH2+ΔH3
D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）在光照或点燃条件下的数值不同
7．（2025秋 青岛月考）单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图，下列说法正确的是（　　）
A．S（s，单斜）＝S（s，正交） ΔH＝+0.33kJ mol﹣1
B．单斜硫和正交硫互为同素异形体
C．②式表示一个正交硫分子和一个O2分子反应生成一个SO2分子放出296.83kJ的能量
D．①式反应断裂1mol单斜硫（s）和1mol O2（g）中的共价键吸收的能量比形成1mol SO2（g）中的共价键所放出的能量多297.16kJ
8．（2025 泰安模拟）一种新型短路膜电池分离CO2装置如图所示。下列说法中，不正确的是（　　）
A．负极反应为：
B．正极反应消耗22.4LO2（已转化为标准状况），理论上需要转移4mol电子
C．该装置用于空气中CO2的捕获，CO2最终由出口B流出
D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子
9．（2025 枣庄模拟）如图所示装置中，b为H+/H2标准氢电极，可发生还原反应2H++2e﹣═H2↑或氧化反应H2﹣2e﹣＝2H+），a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是（　　）
A．1与2相连，盐桥①中阳离子向b电极移动
B．2与3相连，电池反应为2Ag+2I﹣+2H+═2AgI+H2↑
C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D．1与2、2与3相连，两个原电池装置中，电势较低的一极均为b电极
10．（2025秋 山东月考）探究pH对FeSO4变质的影响：用如图装置完成实验（滴加试剂时溶液体积和导电性变化可忽略），向右池持续稳定通入氧气，待电流计示数稳定后，进行下列平行实验。下列推断错误的是（　　）
实验 操作 现象
① 向左池滴加浓硫酸至 电流没有明显变化
② 向右池滴加等体积的浓硫酸 电流明显增大
③ 向右池滴加NaOH溶液至pH＝3.8 电流几乎不变
④ 向左池滴加NaOH溶液至pH＝3.8 电流明显增大，溶液变黄
已知，电流增大表明化学反应速率加快与物质的氧化性（或还原性）增强有关
A．由①可知，pH变化对FeSO4的还原性没有影响
B．由②可知，正极的电极反应式为
C．由③可知，pH由1.8至3.8时，c（H+）减小时O2的氧化能力几乎不变
D．由④可知，pH由1.8至3.8，Fe2+的还原性增强
11．（2025春 沂源县校级期中）汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法正确的是（　　）
A．电池充电时将化学能转化为电能
B．电池放电时，Pb作负极
C．电池放电时，H+向负极迁移
D．电池放电时，正极发生氧化反应
12．（2023春 菏泽期中）氮氧化物（NOx）能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物（NO），其原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电极A为原电池的正极，发生还原反应
B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动
C．该电池正极电极反应为2NO﹣4e﹣+4H+═N2+2H2O
D．当A电极转移0.6mole﹣时，两极共产生2.24LN2（标况下）
13．（2025春 淄博期末）我国科学家研究出一种新型水系Zn—C2H2电池，既能实现乙炔加氢又能提供电能，工作原理如图所示。阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是（　　）
A．b极电势高于a极
B．a极的电极反应式为
C．电池工作时，OH﹣通过阴离子交换膜向b极移动
D．电路中转移2mol电子时，理论上b极室中溶液质量增大16g
14．（2025春 潍坊期中）某化学兴趣小组自制盐水彩灯装置如图，下列电池组合正确且能使彩灯亮起来的是（　　）
选项 电极a（+） 电极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
15．（2025春 滕州市期中）近年来电池研发领域涌现出大量纸电池，其组成与传统电池类似，但制作方法和应用范围均比传统电池有很大突破。如图为某种纸电池的结构示意图，通过加入水来激活电池工作。下列说法正确的是（　　）
A．石墨作负极材料，发生氧化反应
B．电流从锌片电极流向石墨电极
C．若用镁片代替石墨片，电流表的指针偏转方向与原来的相反
D．每反应6.5g锌时，理论上转移电子数为0.1NA
16．（2025春 滕州市校级期中）某原电池的工作原理如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．该装置中Pt电极为负极
B．正极的电极反应式为
C．V2O5电极的反应式为
D．V2O5电极附近的pH减小
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 青岛月考）Ⅰ.工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极发生的电极反应：　 　 。随后，铁电极附近有无色气体产生，写出有关反应的离子方程式：　 　 。
Ⅱ．工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅（主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%）提纯，装置示意图如图1所示。
（1）电解产生的阳极泥的主要成分为　 　 ，工作一段时间后，溶液中c（Pb2+）　 　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）铅的电解精炼需要调控好电解液中的c（H2SiF6）。其他条件相同时，测得槽电压（槽电压越小，对应铅产率越高）随起始时溶液中c（H2SiF6）的变化趋势如图2所示。由图可推知，随c（H2SiF6）增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是　 　 。
18．（2025秋 临淄区校级月考）（1）火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂过氧化氢（H2O2），当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：　 　 。
（2）在In2O3表面可以实现（CO2加氢合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3，下列说法正确的是　 　 （填标号）。
A.In2O3为催化剂，不参加化学反应
B.反应过程中，（CO2发生了还原反应
C.In2O3会使|ΔH3|的数值减小
D.In2O3提高了活化分子百分数
（3）利用光电催化原理，由（CO2和H2O也可制备CH3OH，装置如图1所示，不同催化剂下生成CH3OH的法拉第效率与电极电势的关系如图2所示（已知法拉第效率是指实际生成物和理论生成物的百分比）。
①为了保证生成甲醇的法拉第效率在较高水平，最合适的电势及最佳催化剂是　 　 。
②写出光电催化装置图中右侧的电极反应式：　 　 。
（4）①N2O、CO在催化剂Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体，第一步为N2O+Pt2O+ N2+Pt2；则第二步为　 　 。
②已知：CO（g）+N2O（g） CO2（g）+N2（g）ΔH的速率方程为v＝k c（N2O），k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是　 　 （填标号）。
A.升温
B.恒容时，再充入CO
C.恒容时，再充入N2O
D.恒压时，再充入N2
19．（2025秋 山东校级月考）电解精炼法提纯镓（Ga）是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知：金属活动性顺序Zn＞Ga＞Fe：镓的化学性质与铝相似，在强碱溶液中以形式存在。
（1）电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有　 　 。
（2）电解过程中阴极的电极反应式是　 　 。
（3）若电源采用铅蓄电池，理论上得到3.5g的镓单质，电源内部会转移　 　 mole﹣，生成　 　 mol PbSO4。
20．（2025 肥城市开学）煤燃烧产生的废气中含O2、CO2、N2、SO2，因此需要将废气净化后再排放。
完成下列各题。
（1）检验废气中存在SO2可用　 　 （填试剂名称）。
（2）工业上将废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏。脱硫反应的化学方程式为　 　 。
（3）煤在燃烧前要进行脱硫处理，减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物（FeS2）处理的基本原理如图：
①写出含硫物质FeS2转化的离子方程式　 　 ；
②电解过程中，当有120gFeS2被氧化时，混合溶液中H+的物质的量将增大　 　 mol（不考虑溶液中水的体积变化）。
（4）烟气中的SO2也可用Na2SO3溶液吸收。吸收液与SO2反应至pH降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
①A为　 　 离子交换膜（填“阳”或“阴”），写出阳极的电极反应式　 　 ；
②根据以上事实判断H2SO3的Ka1 Ka2　 　 Kw（填“＞”“＝”或“＜”）。
第1章 化学反应与能量转化
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 市中区校级期中）利用CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理（M为催化剂）和不同催化剂（Bi、BiIn或In）下的相对能量变化如图所示（*表示吸附态）。下列说法错误的是（　　）
A．存在2个副反应
B．总反应为CO2+H2HCOOH
C．使用BiIn作催化剂更优
D．降低温度有利于提高CO2制甲酸的平衡转化率
【答案】D
【分析】A．存在、两个副反应；
B．根据反应机理图可知；
C．用BiIn作催化剂时，决速步的活化能最小，反应速率最快；
D．该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动。
【解答】解：A．由图可知，存在、两个副反应，故A正确；
B．根据反应机理图可知，总反应为CO2+H2HCOOH，故B正确；
C．用BiIn作催化剂时，决速步的活化能最小，反应速率最快，催化效果最优，故C正确；
D．该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，不利于生成HCOOH，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
2．（2025秋 山东期中）下列说法错误的是（　　）
A.外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 B.可表示Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl反应的能量变化
C.由图可知，A与C的能量差为：E4﹣E1﹣E3+E2 D.已知初始Cu、Ag电极质量相等，当外电路中通过0.1mole﹣时，两电极质量相差14g
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【分析】A．图为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；
B.图中反应物的总能量小于生成物的总能量，表示的反应为吸热反应；
C.由图可知，总反应（A→C）可视为经两步反应得到；
D.银电极反应为：Ag++e＝Ag，则外电路中通过0.1mole﹣时，Ag电极生成0.1mol银，质量增加10.8g，铜电极反应为：Cu﹣2e﹣＝Cu2+，Cu电极消耗0.05mol Cu，质量减轻3.2g。
【解答】解：A．图为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，故A错误；
B.Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，图中反应物的总能量小于生成物的总能量，表示的反应为吸热反应，则该图可表示Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl反应的能量变化，故B正确；
C.由图可知，总反应（A→C）可视为经两步反应得到，则总反应的ΔH＝（E1﹣E2）+（E3﹣E4）＜0，所以A与C的能量差为E4﹣E1﹣E3+E2，故C正确；
D.银电极反应为：Ag++e＝Ag，则外电路中通过0.1mole﹣时，Ag电极生成0.1mol银，质量增加10.8g，铜电极反应为：Cu﹣2e﹣＝Cu2+，Cu电极消耗0.05mol Cu，质量减轻3.2g，所以两电极质量相差14g，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查比较综合，涉及反应中能量变化、金属防腐、电解池原理等知识，掌握基础是关键，题目难度不大。
3．（2025秋 山东期中）下列说法正确的是（　　）
A．在一定温度和压强下，将0.5mol N2（g）和1.5mol H2（g）充分反应生成NH3（g），放出热量19.3kJ，则其热化学方程式为N2（g）+3H2（g）══2NH3（g）ΔH＝﹣38.6kJ/mol
B．一定条件下，2SO2（g）+O2（g）══2SO3（g）ΔH1，2SO2（g）+O2（g）══2SO3（l）ΔH2，则.ΔH1＜ΔH2
C．同温同压时，等物质的量的氢气和氯气光照和点燃条件下反应的ΔH不同
D．强酸强碱的中和热为57.3kJ/mol，则]Ba（OH）2（aq）+H2SO4（aq）＝BaSO4（s）+2H2O（l）ΔH＜﹣114.6kJ/mol
【答案】D
【分析】A．合成氨的反应为可逆反应，不能进行到底；
B．2mol气态SO3比2mol液态SO3的能量高，因此生成2mol气态SO3时放出的热量少，焓变大；
C．焓变仅与始态和终态有关；
D．H2SO4和Ba（OH）2反应出包括氢离子与氢氧根离子反应生成水外，还包括钡离子与硫酸根离子的反应。
【解答】解：A．合成氨的反应为可逆反应，不能进行到底，因此N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）ΔH≠﹣38.6kJ/mol，故A错误；
B．2mol气态SO3比2mol液态SO3的能量高，因此生成2mol气态SO3时放出的热量少，焓变大，即ΔH1＞ΔH2，故B错误；
C．焓变仅与始态和终态有关，与反应条件无关，光照和点燃条件下反应的ΔH相同，故C错误；
D．强酸强碱的中和热为57.3kJ/mol，H2SO4和Ba（OH）2反应生成2mol水外，还包括钡离子与硫酸根离子的反应，则Ba（OH）2（aq）+H2SO4（aq）＝BaSO4（s）+2H2O（l）ΔH＜﹣114.6kJ/mol，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查热化学方程式的书写和焓变的计算，特别注意燃烧热和中和热的定义、焓变的“+”、“﹣”号以及可逆反应与焓变的关系，题目难度一般。
4．（2025秋 山东月考）科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法，其中办法之一就是利用太阳能将H2O分解成H2，再将化学能转化为其他能源。图是有关的能量循环示意图（已知：H—H键的键能为akJ mol﹣1，O—O键的键能为bkJ mol﹣1）。下列有关说法正确的是（　　）
A．图中ΔH1＜0
B．断开1mol H—O键所需要的太阳能为（ΔH1+a+b）kJ
C．1mol H2燃烧生成液态水的能量变化为ΔH3
D．水蒸气所具有的能量比液态水多ΔH2kJ
【答案】C
【分析】A．水的分解为吸热反应；
B．根据ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和；
C．H2的燃烧热为101kPa时，1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量；
D．没有指明水蒸气的物质的量。
【解答】解：A．水的分解为吸热反应，ΔH1＞0，故A错误；
B．根据ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和，可得：ΔH1＝2×E，，故B错误；
C．H2的燃烧热为101kPa时，1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量，故C正确；
D．没有指明水蒸气的物质的量，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查反应热和焓变等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
5．（2024秋 山东校级期中）已知H—H的键能为436kJ mol﹣1，I—I的键能为151kJ mol﹣1反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）经历了如下反应历程：①I2（g） 2I（g），②H2（g）+2I（g） 2HI（g），反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．H—I的键能为299kJ mol﹣1
B．升高温度，反应①速率增大，反应②速率减小
C．升高温度，反应②的限度和速率均增大，有利于提高H2的转化率
D．为防止反应过程中有I（g）大量累积，应选择合适的催化剂降低反应②的焓变
【答案】A
【分析】A．焓变＝反应物的总键能﹣生成物的总键能；
B．升高温度，反应速率加快；
C．升高温度，反应速率增大，平衡向吸热方向移动；
D．催化剂不改变焓变。
【解答】解：A．由图可知，H2（g）+I2（g） 2HI（g）ΔH＝（151﹣162）kJ mol﹣1＝﹣11kJ mol﹣1，设H—I的键能为x，则ΔH＝﹣11kJ mol﹣1＝（436kJ mol﹣1+151kJ mol﹣1）﹣2x，可得，x＝299kJ mol﹣1，故A正确；
B．升高温度，反应速率加快，正反应①、反应②反应速率都加快，故B错误；
C．由图可知，反应②为放热反应，升高温度，反应②速率增大，平衡逆向移动，H2的转化率降低，故C错误；
D．催化剂只改变活化能不改变焓变，为防止反应过程中有I（g）大量累积，应选择合适的催化剂降低反应②的活化能，加快反应，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查反应中的能量变化和化学平衡，掌握基础是关键，试题难度中等。
6．（2025秋 市中区校级月考）下列图示所表示的信息与对应的叙述相符的是（　　）
A．图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，则H2的摩尔燃烧焓为﹣241.8kJ mol﹣1
B．图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C．图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热，则ΔH1＝ΔH2+ΔH3
D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）在光照或点燃条件下的数值不同
【答案】C
【分析】A．根据H2的摩尔燃烧焓指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量进行分析；
B．根据生成物的总能量小于反应物的总能量，是放热反应进行分析；
C．根据盖斯定律可知，化学反应的反应热与途径无关进行分析；
D．根据同温同压下，在光照和点燃条件下生成物的能量相同进行分析。
【解答】解：A．H2的摩尔燃烧焓指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量，该过程生成的水是气态，故不能计算氢气的摩尔燃烧焓，故A错误；
B．图2表示生成物的总能量小于反应物的总能量，是放热反应，表示的是放热反应在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化，故B错误；
C．盖斯定律，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关，故ΔH1＝ΔH2+ΔH3，故C正确；
D．图3表示的反应：同温同压下，在光照和点燃条件下生成物的能量相同，则ΔH相同，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查反应热和焓变等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
7．（2025秋 青岛月考）单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图，下列说法正确的是（　　）
A．S（s，单斜）＝S（s，正交） ΔH＝+0.33kJ mol﹣1
B．单斜硫和正交硫互为同素异形体
C．②式表示一个正交硫分子和一个O2分子反应生成一个SO2分子放出296.83kJ的能量
D．①式反应断裂1mol单斜硫（s）和1mol O2（g）中的共价键吸收的能量比形成1mol SO2（g）中的共价键所放出的能量多297.16kJ
【答案】B
【分析】A．从图中可知，单斜硫能量高于正交硫；
B．单斜硫和正交硫都是硫元素形成的单质；
C．②式表示1mol正交硫与1mol氧气反应生成1mol二氧化硫放出296.83kJ的能量；
D．①反应为放热反应。
【解答】解：A．单斜硫能量高于正交硫，故S（s，单斜）＝S（s，正交） ΔH＝﹣0.33kJ mol﹣1，故A错误；
B．同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，单斜硫和正交硫都是硫元素形成的单质，两者互为同素异形体，故B正确；
C．②式表示1mol正交硫与1mol氧气反应生成1mol二氧化硫放出296.83kJ的能量，故C错误；
D．①反应为放热反应，则该反应断裂1mol单斜硫（s）和1mol O2（g）中的共价键吸收的能量比形成1mol SO2（g）中的共价键所放出的能量少297.16kJ，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，题目难度不大。
8．（2025 泰安模拟）一种新型短路膜电池分离CO2装置如图所示。下列说法中，不正确的是（　　）
A．负极反应为：
B．正极反应消耗22.4LO2（已转化为标准状况），理论上需要转移4mol电子
C．该装置用于空气中CO2的捕获，CO2最终由出口B流出
D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子
【答案】A
【分析】由图可知，H2通入极为负极，负极反应式为H2﹣2e﹣＝2H+，H+与反应生成CO2，O2通入极为正极，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣，CO2和OH﹣反应生成，移向负极与H+结合生成，据此分析解答。
【解答】解：A．氢气通入极为负极，电极反应式为H2﹣2e﹣＝2H+，故A错误；
B．标准状况下22.4LO2的物质的量为1mol，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣，则此时理论上需要转移4mol电子，故B正确；
C．该装置用于空气中CO2的捕获，CO2→→，H+与反应生成CO2，则CO2最终由出口B流出，故C正确；
D．短路膜中存在电子运动，和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和题目信息准确判断正负极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
9．（2025 枣庄模拟）如图所示装置中，b为H+/H2标准氢电极，可发生还原反应2H++2e﹣═H2↑或氧化反应H2﹣2e﹣＝2H+），a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是（　　）
A．1与2相连，盐桥①中阳离子向b电极移动
B．2与3相连，电池反应为2Ag+2I﹣+2H+═2AgI+H2↑
C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D．1与2、2与3相连，两个原电池装置中，电势较低的一极均为b电极
【答案】B
【分析】1与2相连，左侧两池构成原电池，a电极质量减小，AgCl转化为Ag，说明a为正极，b为负极，b极反应为H2+2e﹣＝2H+；2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag转化为AgI，说明c为负极，b为正极，b极反应为：2H++2e﹣＝H2↑，据此分析。
【解答】解：A．1与2相连，a为正极，b为负极，盐桥1中阳离子向a电极移动，故A错误；
B．2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag转化为AgI，说明c为负极，b为正极，生成氢气，电池反应为2Ag+2I﹣+2H+＝2AgI+H2↑，故B正确；
C．1与3相连，由于AgI更难溶，AgCl转化为AgI，a极为正极，AgCl转化为Ag，a极质量减小，b极为负极，Ag转化为AgI，b极质量增加，a电极减小的质量小于c电极增大的质量，故C错误；
D．1与2相连，b为负极，电势较低的一极均为b电极；2与3相连，c为负极，电势较低的一极均为c电极，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生原电池的掌握情况，试题难度中等。
10．（2025秋 山东月考）探究pH对FeSO4变质的影响：用如图装置完成实验（滴加试剂时溶液体积和导电性变化可忽略），向右池持续稳定通入氧气，待电流计示数稳定后，进行下列平行实验。下列推断错误的是（　　）
实验 操作 现象
① 向左池滴加浓硫酸至 电流没有明显变化
② 向右池滴加等体积的浓硫酸 电流明显增大
③ 向右池滴加NaOH溶液至pH＝3.8 电流几乎不变
④ 向左池滴加NaOH溶液至pH＝3.8 电流明显增大，溶液变黄
已知，电流增大表明化学反应速率加快与物质的氧化性（或还原性）增强有关
A．由①可知，pH变化对FeSO4的还原性没有影响
B．由②可知，正极的电极反应式为
C．由③可知，pH由1.8至3.8时，c（H+）减小时O2的氧化能力几乎不变
D．由④可知，pH由1.8至3.8，Fe2+的还原性增强
【答案】A
【分析】A．实验①向左池（负极区）滴加浓硫酸，pH降低，电流无明显变化，仅表明此pH降低时FeSO4还原性无影响；但实验④中向左池滴加NaOH使pH升高，电流明显增大；
B．实验②向右池（正极区）滴加浓硫酸，H+浓度增大，电流明显增大，表明正极反应速率加快；
C．实验③向右池滴加NaOH至pH＝3.8（H+浓度减小），电流几乎不变；
D．实验④向左池（负极区）滴加NaOH至pH＝3.8，电流明显增大且溶液变黄（Fe2+被氧化为Fe3+），结合电流增大与还原性增强有关分析。
【解答】解：A．实验①向左池（负极区）滴加浓硫酸，pH降低，电流无明显变化，仅表明此pH降低时FeSO4还原性无影响；但实验④中向左池滴加NaOH使pH升高，电流明显增大（亚铁离子还原性增强导致反应速率加快），说明pH升高时还原性增强，故A错误；
B．实验②向右池（正极区）滴加浓硫酸，氢离子浓度增大，电流明显增大，表明正极反应速率加快，结合O2在酸性条件下的还原反应，可推断正极电极反应式为，故B正确；
C．实验③向右池滴加NaOH至pH＝3.8（氢离子浓度减小），电流几乎不变，说明此pH范围内氢离子浓度变化对O2的氧化能力无显著影响，故C正确；
D．实验④向左池（负极区）滴加NaOH至pH＝3.8，电流明显增大且溶液变黄（Fe2+被氧化为Fe3+），根据“电流增大与还原性增强有关”，可知Fe2+的还原性增强，故D正确；
故选：A。
【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
11．（2025春 沂源县校级期中）汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法正确的是（　　）
A．电池充电时将化学能转化为电能
B．电池放电时，Pb作负极
C．电池放电时，H+向负极迁移
D．电池放电时，正极发生氧化反应
【答案】B
【分析】A.电池充电是将电能转化为化学能的过程；
B.在电池放电时，Pb 中铅元素化合价从 0 价升高到+2 价（生成PbSO4），发生氧化反应。根据原电池原理，负极发生氧化反应；
C.电池放电时，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移；
D.电池放电时，正极得到电子，发生还原反应，负极发生氧化反应。
【解答】解：A.电池充电是将电能转化为化学能的过程，而不是将化学能转化为电能，故A错误；
B.在电池放电时，Pb 中铅元素化合价从 0 价升高到+2 价（生成PbSO4），发生氧化反应。根据原电池原理，负极发生氧化反应，所以 Pb 作负极，故B正确；
C.电池放电时，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以H+是向正极迁移，故C错误；
D.电池放电时，正极得到电子，发生还原反应，负极发生氧化反应，故D错误；
故选：B。
【点评】本题利用常见的铅酸蓄电池考查二次电池的充放电原理。
12．（2023春 菏泽期中）氮氧化物（NOx）能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物（NO），其原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电极A为原电池的正极，发生还原反应
B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动
C．该电池正极电极反应为2NO﹣4e﹣+4H+═N2+2H2O
D．当A电极转移0.6mole﹣时，两极共产生2.24LN2（标况下）
【答案】B
【分析】由图可知，氨气转变为氮气的反应为负极上的氧化反应，则该电池的负极为A电极，负极发生的电极反应式为 2NH3﹣6e﹣═N2+6H+，电极B为正极，NO被还原成N2，电极方程式为：2NO+4e﹣+4H+＝N2+2H2O。
【解答】解：A．由图可知，氨气转变为氮气的反应为负极上的氧化反应，则该电池的负极为A电极，故A错误；
B．原电池中阳离子移向正极，即H+通过质子交换膜由A极向B极移动，故B正确；
C．电极B为正极，NO被还原成N2，电极方程式为：2NO+4e﹣+4H+＝N2+2H2O，故C错误；
D．负极发生的电极反应式为 2NH3﹣6e﹣═N2+6H+，当A电极转移0.6mole﹣时，负极生成0.1molN2，正极方程式为：2NO+4e﹣+4H+＝N2+2H2O，当A电极转移0.6mole﹣时，正极生成0.15molN2，两极共产生标况下0.25mol×22.4L/mol＝5.6LN2，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了原电池的工作原理，根据正负极上发生的反应、电子移动方向、离子移动方向等知识点来分析解答，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，为易错点。
13．（2025春 淄博期末）我国科学家研究出一种新型水系Zn—C2H2电池，既能实现乙炔加氢又能提供电能，工作原理如图所示。阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是（　　）
A．b极电势高于a极
B．a极的电极反应式为
C．电池工作时，OH﹣通过阴离子交换膜向b极移动
D．电路中转移2mol电子时，理论上b极室中溶液质量增大16g
【答案】C
【分析】b电极表面Zn转化成ZnO，化合价升高，失电子，为负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，a为正极，电极反应式为，由此分析回答。
【解答】解：A．b电极表面Zn转化成ZnO，化合价升高，失电子，b为负极，a为正极，b极电势低于a极，故A错误；
B．根据分析，a极的电极反应式为，故B错误；
C．b为负极，根据“同性相吸”，则OH﹣通过阴离子交换膜向b电极移动，故C正确；
D．每转移2mole﹣，有2mol氢氧根移动到右侧极室，根据Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，则右侧极室中溶液质量增大为1mol水的质量即18g，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
14．（2025春 潍坊期中）某化学兴趣小组自制盐水彩灯装置如图，下列电池组合正确且能使彩灯亮起来的是（　　）
选项 电极a（+） 电极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
【答案】C
【分析】A．Al能与NaOH溶液反应；
B．Zn能与盐酸反应；
C．Fe能与三氯化铁反应；
D．Cu与硫酸铜不反应。
【解答】解：A．该装置可以形成原电池，Al能与NaOH溶液反应，Mg与NaOH溶液不反应，故Mg作正极，Al作负极，故A错误；
B．该装置可以形成原电池，Zn活泼作负极，Pt作正极，故B错误；
C．该装置可以形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作正极，Cu作正极，故C正确；
D．Cu与硫酸铜不反应，不能形成稳定电流，灯泡不亮，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查原电池，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。
15．（2025春 滕州市期中）近年来电池研发领域涌现出大量纸电池，其组成与传统电池类似，但制作方法和应用范围均比传统电池有很大突破。如图为某种纸电池的结构示意图，通过加入水来激活电池工作。下列说法正确的是（　　）
A．石墨作负极材料，发生氧化反应
B．电流从锌片电极流向石墨电极
C．若用镁片代替石墨片，电流表的指针偏转方向与原来的相反
D．每反应6.5g锌时，理论上转移电子数为0.1NA
【答案】C
【分析】该原电池中，锌片作负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，石墨片作正极，电极反应式为，据此分析解答。
【解答】解：A．石墨片作正极，水中的氢得电子发生还原反应，故A错误；
B．由分析可知，石墨为正极，则电流从石墨电极流向锌电极，故B错误；
C．若用镁代替石墨，则镁为负极，锌片做正极，电流表的指针偏转方向应与原本的相反，故C正确；
D．锌片作负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，每反应6.5g锌（即0.1mol）时，理论上转移电子数为0.2NA，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生原电池的掌握情况，试题难度中等。
16．（2025春 滕州市校级期中）某原电池的工作原理如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．该装置中Pt电极为负极
B．正极的电极反应式为
C．V2O5电极的反应式为
D．V2O5电极附近的pH减小
【答案】C
【分析】A．氧气在Pt电极得电子发生还原反应；
B．正极氧气得电子生成氧离子；
C．V2O5电极为负极；
D．该电池为固体电解质。
【解答】解：A．氧气在Pt电极得电子发生还原反应，该装置中Pt电极为正极，故A错误；
B．正极氧气得电子生成氧离子，其电极反应式为，故B错误；
C．V2O5电极为负极，电极反应式为，故C正确；
D．该电池为固体电解质，没有氢离子或氢氧根离子的参与，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生原电池的掌握情况，试题难度中等。
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 青岛月考）Ⅰ.工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极发生的电极反应：　Fe﹣2e﹣＝ Fe2+ 。随后，铁电极附近有无色气体产生，写出有关反应的离子方程式：　6Fe2++28H+＝ 6Fe3++N2↑+4H2O　 。
Ⅱ．工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅（主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，杂质总质量分数约为4%）提纯，装置示意图如图1所示。
（1）电解产生的阳极泥的主要成分为　Cu、Ag　 ，工作一段时间后，溶液中c（Pb2+）　不变　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）铅的电解精炼需要调控好电解液中的c（H2SiF6）。其他条件相同时，测得槽电压（槽电压越小，对应铅产率越高）随起始时溶液中c（H2SiF6）的变化趋势如图2所示。由图可推知，随c（H2SiF6）增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是　c（H2SiF6）过大时，溶液中H+浓度增大，H+在阴极放电，从而影响了Pb2+在阴极的放电，导致铅产率减小　 。
【答案】Ⅰ.Fe﹣2e﹣＝ Fe2+；6Fe2++28H+＝ 6Fe3++N2↑+4H2O；
Ⅱ.（1）Cu、Ag；不变；
（2）c（H2SiF6）过大时，溶液中H+浓度增大，H+在阴极放电，从而影响了Pb2+在阴极的放电，导致铅产率减小。
【分析】Ⅰ.根据电解池中阳离子向阴极移动的规律判断出阳极、阴极及阳极、阴极的极反应规律，据此可以写出该反应的总的离子反应方程式；
Ⅱ．（1）电解时，阳极发生氧化反应，活泼金属Fe、Zn比Pb活泼，会先于Pb失去电子溶解，而Cu、Ag不如Pb活泼，不会溶解，据此分析阳极剩余物质的成分；根据阳极上Pb失去电子生成Pb2+，阴极上Pb2+得到电子生成Pb，据此分析溶液中铅离子浓度的变化规律；
（2）c（H2SiF6）过大时，溶液中H+浓度增大，H+在阴极放电影响了铅离子放电，据此分析。
【解答】解：Ⅰ.由图可知，阳离子向右侧电极移动，根据电解池“阳离子向阴极移动”的规律，可判断右侧电极为阴极，那么铁电极为阳极；在阳极，Fe失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe﹣2e﹣＝ Fe2+；铁电极产生的Fe2+具有还原性，溶液中的具有氧化性，二者发生氧化还原反应，Fe2+被氧化为Fe3+，被还原为无色的N2（因为产生无色气体），结合酸性条件（溶液中有稀硫酸，含H+），根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为：6Fe2++28H+＝ 6Fe3++N2↑+4H2O，
故答案为：Fe﹣2e﹣＝ Fe2+；6Fe2++28H+＝ 6Fe3++N2↑+4H2O；
Ⅱ．（1）粗铅中含有的杂质为Cu、Ag、Fe、Zn，电解时，阳极发生氧化反应，活泼金属Fe、Zn比Pb活泼，会先于Pb失去电子溶解，而Cu、Ag不如Pb活泼，不会溶解，以单质形式沉积在阳极附近，形成阳极泥，所以阳极泥的主要成分为Cu、Ag；阳极上Pb失去电子生成Pb2+，阴极上Pb2+得到电子生成Pb，根据得失电子守恒，溶解的Pb的物质的量和析出的Pb的物质的量相等，所以工作一段时间后，溶液中c（Pb2+）不变，
故答案为：Cu、Ag；不变；
（2）槽电压越小，对应铅产率越高，当c（H2SiF6）增大到一定程度后，槽电压增大，铅产率减小。这可能是因为c（H2SiF6）过大时，溶液中H+浓度增大（H2SiF6是酸），H+在阴极放电（2H++2e﹣＝H2↑），从而影响了Pb2+在阴极的放电，导致铅产率减小，
故答案为：c（H2SiF6）过大时，溶液中H+浓度增大，H+在阴极放电，从而影响了Pb2+在阴极的放电，导致铅产率减小。
【点评】掌握电解池的工作原理及电极阴阳极的判断、电极反应式书写等相关知识即可解答本题，难度不大。
18．（2025秋 临淄区校级月考）（1）火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂过氧化氢（H2O2），当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：　N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣640kJ/mol　 。
（2）在In2O3表面可以实现（CO2加氢合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3，下列说法正确的是　BD　 （填标号）。
A.In2O3为催化剂，不参加化学反应
B.反应过程中，（CO2发生了还原反应
C.In2O3会使|ΔH3|的数值减小
D.In2O3提高了活化分子百分数
（3）利用光电催化原理，由（CO2和H2O也可制备CH3OH，装置如图1所示，不同催化剂下生成CH3OH的法拉第效率与电极电势的关系如图2所示（已知法拉第效率是指实际生成物和理论生成物的百分比）。
①为了保证生成甲醇的法拉第效率在较高水平，最合适的电势及最佳催化剂是　﹣1.0V、Cu（S）　 。
②写出光电催化装置图中右侧的电极反应式：　CO2+6e﹣+6H+＝CH3OH+H2O　 。
（4）①N2O、CO在催化剂Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体，第一步为N2O+Pt2O+ N2+Pt2；则第二步为　CO+Pt2 CO2+Pt2O+ 。
②已知：CO（g）+N2O（g） CO2（g）+N2（g）ΔH的速率方程为v＝k c（N2O），k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是　AC　 （填标号）。
A.升温
B.恒容时，再充入CO
C.恒容时，再充入N2O
D.恒压时，再充入N2
【答案】（1）N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣640kJ/mol；
（2）BD；
（3）①﹣1.0V、Cu（S）；
②CO2+6e﹣+6H+＝CH3OH+H2O；
（4）①CO+Pt2 CO2+Pt2O+；
②AC。
【分析】（1）0.4mol液态肼反应放出256kJ热量，则1mol液态肼反应放出的热量为640kJ，ΔH为负值；结合物质状态（液态肼、液态过氧化氢、气态氮气和水蒸气）及原子守恒配平方程式；
（2）：A.催化剂（In2O3）参与化学反应（改变反应路径），但反应前后质量和化学性质不变，并非“不参加反应”；
B.CO2中C为+4价，CH3OH中C为﹣2价，C元素化合价降低，CO2发生还原反应；
C.催化剂只改变反应速率，不影响反应的ΔH，|ΔH3|的数值不变；
D.催化剂通过降低活化能，提高活化分子百分数，从而加快反应速率；
（3）①为了保证生成甲醇的法拉第效率在较高水平，根据图示，最合适的电势及最佳催化剂是﹣1.0V、Cu（S）；
②根据图示，光电催化装置图右侧，二氧化碳的电子腐蚀还原反应生成甲醇，电极反应式为CO2+6e﹣+6H+＝CH3OH+H2O；
（4）①N2O、CO在催化剂Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体，结合质量守恒可知，生成气体为氮气和二氧化碳，总反应为N2O+CO N2+CO2；
②A．升温，速率常数变大，反应速率加快；
B．由速率常数可知，恒容时，再充入CO，不影响反应速率；
C．由速率常数可知，恒容时，再充入N2O，其浓度变大；
D．由速率常数可知，恒压时，再充入N2，不影响反应速率。
【解答】解：（1）0.4mol液态肼反应放出256kJ热量，则1mol液态肼反应放出的热量为640kJ，ΔH为负值；结合物质状态（液态肼、液态过氧化氢、气态氮气和水蒸气）及原子守恒配平方程式为：N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣640kJ/mol，
故答案为：N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣640kJ/mol；
（2）A.催化剂（In2O3）参与化学反应（改变反应路径），但反应前后质量和化学性质不变，并非“不参加反应”，故A错误；
B.CO2中C为+4价，CH3OH中C为﹣2价，C元素化合价降低，CO2发生还原反应，故B正确；
C.催化剂只改变反应速率，不影响反应的ΔH，|ΔH3|的数值不变，故C错误；
D.催化剂通过降低活化能，提高活化分子百分数，从而加快反应速率，故D正确；
故答案为：BD；
（3）①为了保证生成甲醇的法拉第效率在较高水平，根据图示，最合适的电势及最佳催化剂是﹣1.0V、Cu（S）；
故答案为：﹣1.0V、Cu（S）；
②根据图示，光电催化装置图右侧，二氧化碳的电子腐蚀还原反应生成甲醇，电极反应式为CO2+6e﹣+6H+＝CH3OH+H2O；
故答案为：CO2+6e﹣+6H+＝CH3OH+H2O；
（4）①N2O、CO在催化剂Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体，结合质量守恒可知，生成气体为氮气和二氧化碳，总反应为N2O+CO N2+CO2，第一步为N2O+Pt2O+ N2+Pt2，则第二步为CO+Pt2 CO2+Pt2O+，
故答案为：CO+Pt2 CO2+Pt2O+；
②A．升温，速率常数变大，反应速率加快，故A正确；
B．由速率常数可知，恒容时，再充入CO，不影响反应速率，故B错误；
C．由速率常数可知，恒容时，再充入N2O，其浓度变大，反应速率变大，故C正确；
D．由速率常数可知，恒压时，再充入N2，不影响反应速率，故D错误；
故答案为：AC。
【点评】本题主要考查了热化学方程式的书写、影响化学反应速率的因素等知识，题目难度中等，掌握热化学方程式书写的方法和影响化学反应速率的因素是解答该题的关键。
19．（2025秋 山东校级月考）电解精炼法提纯镓（Ga）是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知：金属活动性顺序Zn＞Ga＞Fe：镓的化学性质与铝相似，在强碱溶液中以形式存在。
（1）电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有　Fe、Cu　 。
（2）电解过程中阴极的电极反应式是　　 。
（3）若电源采用铅蓄电池，理论上得到3.5g的镓单质，电源内部会转移　0.15　 mole﹣，生成　0.15　 mol PbSO4。
【答案】（1）Fe、Cu；
（2）；
（3）0.15；0.15。
【分析】根据图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的粗镓为精炼池的阳极，碱性条件下，阳极中的锌和镓失去电子发生氧化反应生成镓酸根离子和锌酸根离子，电极反应式为Ga﹣3e﹣+4OH﹣＝[Ga（OH）4]﹣、Zn﹣2e﹣+4OH﹣＝[Zn（OH）4]2﹣，比镓不活泼的铁和铜不参与放电，沉在阳极的底部形成阳极泥，与负极相连的高纯镓为阴极，锌比镓活泼，电解时不能在阴极析出，[Ga（OH）4]﹣在阴极得到电子生成镓，电极反应式为[Ga（OH）4]﹣+3e﹣＝ Ga+4OH﹣。
【解答】解：（1）根据分析可知，比镓不活泼的Fe和Cu不参与放电，沉在阳极的底部形成阳极泥，
故答案为：Fe、Cu；
（2）电解过程中阴极发生还原反应，[Ga（OH）4]﹣ 生成Ga，电极反应式为[Ga（OH）4]﹣+3e﹣＝ Ga+4OH﹣，
故答案为：；
（3）3.5g的镓的物质的量为0.05mol，根据反应Ga﹣3e﹣+4OH﹣＝[Ga（OH）4]﹣可知，1mol镓转移3mol电子，则3.5g镓转移电子数为0.05mol×3＝0.15mol；电解的时候，电解池转移0.15mol电子时，电源也转移0.15mol电子，故铅蓄电池也转移0.15mol电子，铅蓄电池的正极和负极反应分别为PbO2+2e﹣4H+＝ 2H2O+PbSO4、Pb﹣2e﹣ PbSO4，当转移2mol电子时，正负极各生成1mol PbSO4，合计2mol PbSO4，则转移0.15mol电子时生成0.15mol PbSO4，
故答案为：0.15；0.15。
【点评】本题主要考查电解原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
20．（2025 肥城市开学）煤燃烧产生的废气中含O2、CO2、N2、SO2，因此需要将废气净化后再排放。
完成下列各题。
（1）检验废气中存在SO2可用　品红溶液或酸性高锰酸钾溶液　 （填试剂名称）。
（2）工业上将废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏。脱硫反应的化学方程式为　2CaSO3+O2+2SO2═2CaSO4（或CaCO3+SO2═CaSO3+CO2、2CaSO3+O2═2CaSO4）　 。
（3）煤在燃烧前要进行脱硫处理，减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物（FeS2）处理的基本原理如图：
①写出含硫物质FeS2转化的离子方程式　FeS2+15Mn3++8H2O═Fe3++15Mn2++216H+ ；
②电解过程中，当有120gFeS2被氧化时，混合溶液中H+的物质的量将增大　1　 mol（不考虑溶液中水的体积变化）。
（4）烟气中的SO2也可用Na2SO3溶液吸收。吸收液与SO2反应至pH降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
①A为　阳　 离子交换膜（填“阳”或“阴”），写出阳极的电极反应式　2e﹣+H2O3H+（或2e﹣+H2O2H+）　 ；
②根据以上事实判断H2SO3的Ka1 Ka2　＞　 Kw（填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】（1）品红溶液或酸性高锰酸钾溶液；
（2）2CaSO3+O2+2SO2═2CaSO4（或CaCO3+SO2═CaSO3+CO2、2CaSO3+O2═2CaSO4）；
（3）①FeS2+15Mn3++8H2O═Fe3++15Mn2++216H+；
②1；
（4）①阳；2e﹣+H2O3H+（或2e﹣+H2O2H+）；
②＞。
【分析】（1）二氧化硫具有漂白性，使品红溶液褪色，具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色；
（2）废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫产品用于制造石膏，说明SO2、CaCO3及空气中O2反应生成CaSO4和CO2；
（3）①由图可知，FeS2与Mn3+反应生成Fe3+、Mn2+和；
②FeS2+15Mn3++8H2O═Fe3++15Mn2++216H+，结合阴极2H++2e﹣＝H2↑分析计算；
（4）①电解过程中，Ⅰ中放出氢气，NaHSO3变为Na2SO3，阳极、失电子生成；
②题中信息可知，亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合溶液pH＝6，水解程度小于其电离平衡程度，结合平衡常数分析判断。
【解答】解：（1）检验废气中存在SO2可用品红溶液或酸性高锰酸钾溶液，
故答案为：品红溶液或酸性高锰酸钾溶液；
（2）工业上将废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏，脱硫反应的化学方程式为：2CaSO3+O2+2SO2═2CaSO4（或CaCO3+SO2═CaSO3+CO2、2CaSO3+O2═2CaSO4），
故答案为：2CaSO3+O2+2SO2═2CaSO4（或CaCO3+SO2═CaSO3+CO2、2CaSO3+O2═2CaSO4）；
（3）①由图可知，FeS2与Mn3+反应生成Fe3+、Mn2+和，则离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O═Fe3++15Mn2++216H+，
故答案为：FeS2+15Mn3++8H2O═Fe3++15Mn2++216H+；
②120gFeS2物质的量1mol，1mol FeS2被氧化时，同时消耗15mol Mn3+，生成16mol H+，消耗15mol Mn3+时，阴极消耗15mol H+，所以混合溶液中H+的物质的量将增大16mol﹣15mol＝1mol，
故答案为：1；
（4）①电解图示分析可知，Ⅰ中放出氢气，NaHSO3变为Na2SO3，Ⅱ中钠离子透过离子交换膜进入Ⅰ，所以A为阳离子交换膜，阳极、失电子生成，阳极反应式是：2e﹣+H2O3H+、2e﹣+H2O2H+，
故答案为：阳；2e﹣+H2O3H+（或2e﹣+H2O2H+）；
②pH＝6的溶液中亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度，则Ka2＞Kh，得到Ka1 Ka2＞Kw，
故答案为：＞。
【点评】本题考查电化学原理、氧化还原反应等相关知识，需要掌握电解的相关知识，重在原理知识的考查，题目难度中等。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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