2022年高三化學二輪復習 考點突破18 化學能與電能（含解析）

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1、2022年高三化學二輪復習 考點突破18 化學能與電能（含解析） 1、一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀,負極上的反應: CH3CH2OH-4e-+H2O====CH3COOH+4H+。下列有關說法正確的是(　　) A.檢測時,電解質溶液中的H+向負極移動 B.若有0.4 mol電子轉移,則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣 C.電池反應的化學方程式為CH3CH2OH+O2====CH3COOH+H2O D.正極上發(fā)生的反應為O2+4e-+2H2O====4OH- 【答案】C 【解析】正極反應為O2+4H++4e-====2H2O,負極反應生成氫離子,正極上消耗氫離子,因此

2、氫離子應該向正極移動;由正極反應式中的比例關系可知,每轉移0.4 mol電子,反應掉氧氣0.1 mol即2.24 L;將電池的正負極反應式相加即可得C項。 2、高鐵酸鹽在能源、環(huán)境保護等有著廣泛的用途，可以用電解法制高鐵酸鹽(已知高鐵酸鹽在酸性條件下不穩(wěn)定)，總反應式為Fe＋2H2O＋2OH－3H2↑＋FeO。下列說法正確的是： A．鐵為陽極，H2SO4為電解液 B．陰極發(fā)生的電極反應為6H2O+6e－===3H2↑+6OH－ C．陽極附近溶液pH變大 D．鐵失去3 mol電子可以在陰極得到33.6 L氫氣 【答案】B 3、下列說法中，正確的是 A．電解精煉鋼時，粗銅中的金、銀

3、、鋅等形成陽極泥而與銅分離 B．易潮解的試劑都要用帶磨口玻璃塞的廣口瓶保存 C．氨可將NO2 轉化成無毒的物質，是因為氨具有還原性 D．用己知濃度的鹽酸滴定錐形瓶中未知濃度的氫氧化鈉溶液時，若錐形瓶中原殘留有少量蒸餾水，滴定結果將偏低 【答案】C 4、下列關于能量轉換的認識中不正確的是（ ） A．電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉化為化學能 B.綠色植物進行光合作用時，太陽能轉化為化學能 C.煤燃燒時，化學能主要轉化為熱能 D．白熾燈工作時，電能全部轉化為光能 【答案】D 5、用鉑電極電解下列溶液，當耗電量相同時，陰極和陽極上同時都有氣體產生，且溶液的pH下降

4、的是 （ ） A．H2SO4 B．CuSO4 C．HCl D．KCl 【答案】A 6、有一種MCFC型燃料電池，該電池所用燃料為H2和空氣，電解質為熔融的K2CO3。電池的總反應為：2H2 + O2 == 2H2O，負極反應為H2 + CO32—－2e－= H2O + CO2。下列說法中正確的是： A．正極反應為4OH－－4e－= 2H2O + O2↑ B．放電時，電池中CO32－的物質的量將逐漸減少 C．放電時CO32－向負極移動 D．電路中的電子經正極、負

5、極、熔融的K2CO3后再流回正極，形成閉合回路 【答案】C 7、關于下列裝置說法正確的是(　　) A．裝置①中，鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 B．裝置②工作一段時間后，a極附近溶液的pH增大 C．用裝置③精煉銅時，c極為粗銅 D．裝置④中電子由Zn流向Fe，裝置中有Fe2＋生成 【答案】B 【解析】①為原電池，Zn作負極，Cu作正極，溶液中的陽離子(K＋)移向正極(Cu片)；②為電解池，a極為陰極，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，破壞了水的電離，H2OH＋＋OH－，正向移動生成大量OH－，pH增大；③為精煉池，粗銅作陽極，精銅作陰極，電解質溶液為CuSO4(

6、aq)；④為原電池，Zn比Fe活潑，Zn作負極，Fe作正極，發(fā)生Zn的吸氧腐蝕，電子由Zn片流向Fe片。 8、已知Na2O2＋H2O―→NaOH＋O2↑(ΔH<0)(方程式未配平，下同)。研究表明其反應機理為①Na2O2＋H2O―→NaOH＋H2O2；②H2O2―→H2O＋O2↑(ΔH>0)。能反映出過氧化鈉與水反應過程中能量變化的圖像是(　　) 【答案】D 【解析】過氧化鈉與水反應放出熱量，則反應物總能量高于生成物總能量，排除A、B兩項；由于總反應放出能量，而反應②吸收能量，因此反應①必定放出能量，所以反應過程中能量的變化趨勢是先降后升，結合上述分析可知D項正確。 9、下圖是一種

7、染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為： TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài)) TiO2/S*―→TiO2/S＋＋e－ I3-＋2e－―→3I－ 2TiO2/S＋＋3I－―→2TiO2/S＋I3- 下列關于該電池敘述錯誤的是( ) A.電池工作時，I－離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電 B.電池工作時，是將太陽能轉化為電能 C.電池的電解質溶液中I－和I的濃度不會減少 D.電池中鍍鉑導電玻璃為正極 【答案】A 【解析】二氧化鈦電極上的材料失去電子作太陽能電池的負極，

8、則鍍鉑導電玻璃為電池的正極，電解質中的I到鉑電極上得電子轉化為I－，然后I－到二氧化鈦電極上將部分電子失去，再次轉化為I，故整個過程中I、I－濃度不會減少，題目中的四個方程式相加得：可知，該電池的能量轉化過程為有機光敏染料吸收光能變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)在電池內部轉化為電能后又恢復原態(tài)，如此循環(huán)。 10、某實驗興趣小組用如圖所示裝置做完實驗后，在讀書卡片上記下了如下6條記錄，其中合理的是(　　) A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 【答案】B 11、下列對各種平衡體系的敘述中，完全正確的是一組是（ ） ①在醋酸溶液中存在的電離平衡： 加水稀釋后，溶液中

9、所有離子濃度均減小； ②常溫下，在醋酸溶液中加入少量的CH3COONa固體，會使其電離平衡逆向移動； ③一定濃度的醋酸鈉溶液可使酚酞試液變紅，其原因是溶液中存在如下平衡：使得溶液中的c（OH—）>c（H+）； ④某溫度下，容積一定的密閉容器中進行可逆反應：X（g）+Y（g）2Z（g）+ W（s）△H>0，平衡后，升高溫度，c（Z）增大； ⑤在上述④的可逆反應中，當容器中氣體壓強不變時，反應達到平衡； ⑥在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中，加入稀鹽酸，平衡向溶解的方向移動； ⑦在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中，加入碘化鉀固體，氯化銀沉淀可轉化為碘化銀沉淀 A．①②③④⑤ B．②③④⑥

10、⑦ C．②③⑤⑥⑦ D．①②⑤⑥⑦ 【答案】B 【解析】①稀釋過程中，OH-濃度增大；⑤因該反應為氣體體積不變的可逆反應，故壓強不能作為判斷反應達到平衡的依據。 12、將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸。同時向a中加入少量CuSO4溶液。圖中產生H2的體積V L與時間t min的關系正確的是(　　) 　A．　　　　　　　B. 　　C．　　 　　　D. 【答案】A 【解析】由于發(fā)生Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。發(fā)生的Cu附著在Zn上，與H2SO4溶液構成Cu－Zn/H2SO4原電池，反應速率加快，但由于Zn與CuSO4反應消耗了Zn，使產生

11、H2的體積減少，圖A中a反應速率大，產生的氫氣少。 13、有A、B、C、D四種金屬，當A、B組成原電池時，電子流動方向A →B ；當A、D組成原電池時，A為正極；B與E構成原電池時，電極反應式為：E2-+2e-=E，B-2e-=B2+則A、B、D、E金屬性由強到弱的順序為（ ） A．A﹥B﹥E﹥D B．D﹥A﹥B﹥E C．D﹥E﹥A﹥B D．A﹥B﹥D﹥E 【答案】B 14、電解裝置如圖所示，電解槽內裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知：3I2+6OH－＝IO3－+5I－+3H

12、2O，下列說法正確的是( ) A．右側發(fā)生的電極方程式：O2+4e－+2H2O＝4OH－ B．電解槽內發(fā)生反應的總化學方程式是KI+3H2O＝KIO3+3H2↑ C．電解結束后，右側溶液中不可能含有IO3－ D．如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內反應的總化學方程式不變 【答案】B 15、右圖為番茄電池，下列說法正確的是( ) A．一段時間后，鋅片質量會變小 B．銅電極附近會出現藍色 C．電子由銅通過導線流向鋅 D．鋅電極是該電池的正極 【答案】A 【解析】這是一個微型原電池。鋅比銅活潑，因此鋅是負極，失去電子被氧化，電子經導線傳遞到正極上。

13、銅是正極而被保護，番茄顯酸性，因此在正極上是氫離子得到電子被還原，所以正確的答案是A。 16、鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎，鋼鐵生銹現象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金．請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題． (1)鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示： ①寫出石墨電極的電極反應式_____________________； ②將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在右圖虛線框內所示位置作出修改，并用箭頭標出導線中電子流動方向． ③寫出修改后石墨電極的電極反應式_____________________________________． (2)生產中可用鹽酸來除鐵銹．現將一生銹

14、的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式____________________________________________． (3)在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意圖如下： ①A電極對應的金屬是________(寫元素名稱)，B電極的電極反應式是_____________． ②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為________ mol. ③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因__________________． 【答案】

15、(1)①O2＋4e－＋2H2O === 4OH－ ②如圖所示 ③2Cl－－2e－ === Cl2↑ (2)2FeCl3＋Fe === 3FeCl2 (3)①銅　Cu2＋＋2e－ === Cu ②0.08 mol ③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕．(其他答案合理也給分) 【解析】(1)在中性溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，將虛線中改為直流電源，這屬于外加電流的陰極保護法，外加電源后石墨電極為陽極，氯離子失電子生成氯氣． (2)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應后生成了三價鐵離子，而后鐵與三價鐵離子會化合生成亞鐵離子． (3)為在鐵表面鍍銅

16、需將鐵作陰極、銅作陽極，當析出1 mol銅時兩電極的質量差為64＋64＝128 g，轉移2 mol電子，當質量差為5.12 g，電路中通過的電子為0.08 mol；鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，因為鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕． 17、(1)在298 K時，1 mol C2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量1 558.3 kJ.寫出該反應的熱化學方程式_________________. (2)利用該反應設計一個燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質溶液，多孔石墨作電極，在電極上分別通入乙烷和氧氣．通入乙烷氣體的電極應為________極(

17、填寫“正”或“負”)，該電極上發(fā)生的電極反應是________(填字母代號)． a．2C2H6－14e－＋7O2 === 4CO2＋6H2O b．C2H6－14e－＋18OH－ === 2CO＋12H2O c．O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－ d．O2－4e－＋4H＋ === 2H2O (3)在下圖所示實驗裝置中，石墨棒上的電極反應式為________________________；如果起始時盛有1 000 mL pH＝5的硫酸銅溶液(25℃，CuSO4足量)，一段時間后溶液的pH變?yōu)?，此時可觀察到的現象是________________________________；

18、若要使溶液恢復到起始濃度(溫度不變，忽略溶液體積的變化)，可向溶液中加入________(填物質名稱)，其質量約為________． 【答案】(1)2C2H6(g)＋7O2(g) === 4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－3 116.6 kJ/mol　(2)負　b　(3)4OH－－4e－ === O2↑＋2H2O　石墨電極表面有氣泡產生，鐵電極上附著一層紅色物質，溶液顏色變淺　氧化銅(或碳酸銅)　4 g(或6.2 g) 【解析】(2)燃料電池中通O2的為正極，通燃料氣的為負極，電極反應式書寫時需注意電解質溶液的酸堿性． (3)由圖中電子移動方向判斷鐵為陰極，石墨為陽極．電解過

19、程中陽極生成O2，陰極析出銅．要恢復到原狀態(tài)需加入CuO或CuCO3，CuO或CuCO3的質量可由H＋的量求得． 18、某同學設計出如下裝置成功的證明了Cu和Ag的金屬活動性順序。請你原電池原理和實驗裝置，完成下列實驗報告。 實驗目的：探究Cu和Ag的金屬活動性順序 （1）電極材料：正極： ；負極： ； 硝酸銀溶液的作用是 。 （2）寫出電極反應式： 正極： ；負極：

20、 。 （3）實驗現象： 。 （4）實驗結論： 。 【答案】（1）銀片、銅片；參與氧化還原反應和導電 （2）正極：2Ag+ + 2e－ ＝2Ag，負極：Cu–2e－ ＝Cu2+ （3）負極不斷溶解，正極上有銀白色固體析出，溶液由無色變?yōu)樗{色 （4）金屬活動性Cu＞Ag 【解析】試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電

21、子，發(fā)生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應。銅比銀活潑，所以銅是負極，銀是正極，硝酸銀溶液是電解質溶液，參與氧化還原反應和導電作用。 （2）負極是銅失去電子，電極反應式是Cu–2e－ ＝Cu2+；正極是溶液中的銀離子得到電子，則電極反應式是2Ag+ + 2e－ ＝2Ag。 （3）根據以上分析可知，實驗現象是負極不斷溶解，正極上有銀白色固體析出，溶液由無色變?yōu)樗{色。 （4）根據實驗現象和原理可得出的結論是金屬活動性Cu＞Ag。 考點：考查原電池的有關判斷和應用以及電極反應式的書寫 點評：該題是高考中的常見題型，屬于基礎性試題的考查。

22、只要是考查學生對原電池工作原理的熟悉掌握程度，以及靈活運用知識解決實際問題的能量，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，也有助于提高學生的應試能力和學習效率。 19、某同學用廢干電池內的黑色固體(可能含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質)進行如下圖所示實驗： (1)操作③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、________、________。 (2)操作④的試管加入③中所得濾渣，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，由此推測濾渣含有MnO2，試管中發(fā)生反應的化學方程式：________________。 (3)操作③灼燒濾渣中的黑色固體時，產生一種使澄清石灰水變渾濁的氣體，由

23、此推測濾渣中除含有MnO2外，還存在的物質為_________________________。 (4)已知氯化鋅與稀氨水反應生成Zn(OH)2白色沉淀，Zn(OH)2可以溶于稀氨水生成可溶性的[Zn(NH3)4](OH)2；下列是該同學對操作②的濾液主要成分進行探究的過程： (一)[猜想Ⅰ]　主要成分為氯化銨； [驗證(操作)過程]取少量濾液加入NaOH固體，并加熱； [實驗現象]聞到有輕微的氨味； [判斷猜想]________(填“猜想Ⅰ成立”或“猜想Ⅰ不成立”)； (二)[猜想Ⅱ]　主要成分為氯化鋅； [驗證(操作)過程]__________________________

24、______________ [實驗現象]____________________________________________； [判斷猜想]猜想Ⅱ成立； 由上述實驗得出的結論是：濾液中的主要成分：______________。 【答案】(1)坩堝　三腳架(泥三角) (2)2H2O22H2O＋O2↑ (3)炭(或C) (4)(一)[判斷猜想]猜想Ⅰ不成立 (二)[驗證(操作)過程]取少量濾液逐滴滴入稀氨水 [實驗現象]先有白色沉淀、滴入過量稀氨水后白色沉淀溶解 [判斷猜想]結論：主要成分為氯化鋅，其中含有少量的氯化銨 【解析】灼燒是在坩堝中進行，所以還需要的儀器有三腳

25、架、坩堝。操作④能產生使帶火星的木條復燃的氣體，是使H2O2分解，所以濾渣中含有MnO2。 20、0.40L某濃度的NaOH溶液恰好與標準狀況下5.8 L Cl2完全反應，計算： (1)生成的NaClO的物質的量； (2)該溶液中NaOH的物質的量濃度。 【答案】(1)0.26mol (2)1.3mol/L 【解析】本題需要注意的是當反應物或生成物為不純物質時，必須首先求出其純凈物的量再進行計算。 21、某金屬元素X原子的核外電子數等于核內中子數，取該元素的單質0.6 g與足量的氧氣充分反應，可得到1.0 g氧化物XO。試通過計算推導出該元素在元素周期表中的位置。 【答案】第

26、三周期ⅡA族 【解析】設X的相對原子質量為Ar，則由題意知： 2X＋O2===2XO 2Ar 2(Ar＋16) 0．6 g 1.0 g ＝，解得Ar＝24 由該元素的原子核外電子數等于核內中子數可知，該元素原子的質子數與中子數相等，所以X的原子序數為12，該元素是Mg，位于周期表的第三周期ⅡA族。 22、已知A、B、C、D、E、F是含有同一種元素的化合物，其中F能使紅色濕潤石蕊試紙變藍色，它們之間能發(fā)生如下反應： ① A+H2O → B+C ② C+F → D ③ D+NaOH → F+E+H2O （1）寫出它們的化學式：D_______________，

27、F_______________。 （2）寫出①反應的化學方程式：_______________________________[] （3）寫出反應③的離子方程式：___________________________。 （4）工業(yè)生產C的過程中有如下一步反應：即F經催化氧化生成B和H2O，寫出該步反應的化學方程式：________________________________。 【答案】 【解析】 23、已知甲、乙、丙分別代表中學化學中的常見物質，若甲的化學式為RCl3， 其溶液在加熱蒸干并灼燒時可發(fā)生反應： a.甲+H2O乙+丙 b.乙氧化物+H2O 請根據題目

28、要求回答下列問題： （1）若甲為某用途廣泛的金屬元素的氯化物，其溶液在上述變化中生成的氧化物為紅棕色粉末，則該金屬在周期表中的位置是 。 （2）若甲為某短周期金屬元素的氯化物，則甲發(fā)生a反應的化學方程式為 。 （3）將以上兩種金屬單質用導線連接，插入一個盛有NaOH溶液的燒杯中構成原電池，則負極發(fā)生的電極反應為 _。 【答案】（1）第四周期，第Ⅷ族 （2）AlCl3＋3H2OAl(OH)3↓＋3HCl↑ （3）Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O 24、如圖為原電池裝置，則正極材料是 ，負極反應式是

29、．原電池反應的離子方程式是 ． 【答案】Cu；Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn+Cu2+=Zn2++Cu． 【解析】不活潑的銅為正極，負極是鋅失去電子，生成銅離子，電極反應式為：Zn﹣2e﹣=Zn2+，總的離子反應方程式就是鋅與銅離子自發(fā)的氧化還原反應，即Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故答案為：Cu；Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn+Cu2+=Zn2++Cu． 25、下列反應:①氫氧化鈉與硫酸　②一氧化碳與氧氣?、郯怂蠚溲趸^與氯化銨　④金屬銅與硝酸銀。其中(用序號填空): (1)屬于放熱反應的是　

30、 ; (2)屬于吸熱反應的是　 ; (3)能設計成原電池的反應是　 ; (4)能設計成燃料電池的反應是　 。 【答案】(1)①②④　(2)③　(3)②④　(4)② 【解析】酸堿中和反應、燃燒、活潑金屬置換不活潑金屬反應屬于放熱反應,③屬于典型的吸熱反應。燃燒和置換反應一定是氧化還原反應,理論上均可設計成原電

31、池,且CO燃燒可設計成燃料電池。 26、如圖裝置閉合電鍵K時，電流計A的指針將發(fā)生偏轉。試回答： (1) 丙池是 （填“原電池”或“電解池”），甲中a極電極名稱是 ，丙中c極電極名稱是 ； (2)乙中Cu極的電極反應是______ ，若電路中有0.02mol電子通過,則甲中a電極溶解的質量為 g； (3)閉合電鍵K一段時間后,丙池中生成二種氣體和一種堿，則丙池中發(fā)生的總的化學方程式是 ； （4）丙池中反應進行較長時間后，收集到標準狀況下氫氣2

32、.24L，此時測得丙池溶液質量實際減少4.23 g,含有堿0.100mol（不考慮氣體在水中的溶解），則實際放出氣體的物質的量是 mol； （5）如果要給丙中鐵片上鍍上一層Cu，則丙池應作何改進 。 【答案】（1）電解池 負極 陽極 （2）Cu2++2e—==Cu 0.65 (3) 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑（4)0.165 [說明：H2：0.1 Cl2 ：0.05 O2：0.015] (5)“C”換成“Cu”、將“NaCl溶液”換成“CuSO4溶液”。 27、近年我國首創(chuàng)以Al─空氣─海水電池作為能源的新型海水標志燈，以海水為電解液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產生電流，其工作時電極總反應式為：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；請判斷：（1）原電池的負極是 ； （2）工作時原電池的兩極反應：A．負極 ；B．正極 ； （3）工作時原電池正極附近pH （增大，減小，不變） 【答案】（1）Al （2）Al-3e－=Al3+；O2+2H2O+4e－=4OH-