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优化方案·课时作业 第6章 化学反应与能量高三化学(配人教)优化方案·课时作业
课时17
第6章 化学反应与能量
第一节 化学反应的热效应
1．(2018年江苏南京第一次模拟考试)化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应，其原因是( )
A ．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B ．反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C ．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D ．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
解析：选B 。

考查化学反应中能量变化的实质原因。

吸热反应是由于反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量。

2．已知化学反应2C(s)＋O 2(g)=====点燃2CO(g)，2CO(g)＋O 2(g)=====点燃
2CO 2(g)都是放热反应。

据此判断，下列说法中不．
正确的是( ) A ．12 g C 所具有的能量一定高于28 g CO 所具有的能量
B ．56 g CO 和32 g O 2所具有的总能量大于88 g CO 2所具有的总能量
C ．12 g C 和32 g O 2所具有的总能量大于44 g CO 2所具有的总能量
D ．将一定质量的C 燃烧，生成CO 2比生成CO 时放出的热量多
解析：选A 。

据2C(s)＋O 2(g)=====点燃2CO(g)为放热反应可知，12 g C(s)和16 g O 2(g)所具有的总能量高于28 g CO(g)所具有的能量，但12 g C 所具有的能量与28 g CO 所具有的能量无法比较；根据2CO(g)＋O 2(g)=====点燃2CO 2(g)是放热反应知,56 g CO(g)和32 g O 2(g)的总能量大于88 g CO 2(g)的能量；由C(s)＋O 2(g)=====点燃CO 2(g)为放热反应知12 g C(s)和32 g O 2(g)的总能量大于44 g CO 2(g)的能量；C 燃烧生成CO 2放出的热量应等于同质量的C 燃烧生成CO 放出的热量加上CO 燃烧生成CO 2放出的热量。

3．(2018年临沂统考)发射“嫦娥一号”探月卫星用的燃料是H 2，氧化剂是O 2。

已知：1 g 氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ 的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)
ΔH ＝－142.9 kJ·mol －1
B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)
ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1
C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O
ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1
D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)
ΔH ＝＋571.6 kJ·mol －1
解析：选B 。

由于反应热与反应物的物质的量的多少有关，对应于不同的化学计量数的热化学方程式，ΔH 有不同的值，但要与化学计量数相对应，且放热用“－”；吸热用“＋”。

C 中没有表示出H 2O 的状态。

4．已知Zn(s)＋H 2SO 4(aq)===ZnSO 4(aq)＋H 2(g)，ΔH <0，则下列关于该反应的叙述不．正确的是( )
A ．该反应中旧键断裂需吸收能量，新键形成需放出能量，所以总能量不变
B ．上述热化学方程式中的ΔH 的值与反应物的用量有关
C ．该反应的化学能可以转化为电能
D ．反应物的总能量高于生成物的总能量
解析：选A 。

任何一个化学反应，其反应前后都有能量的变化。

在所给反应中，反应放热，则反应物的总能量高于生成物的总能量。

5．(2018年成都统考)下列各组热化学方程式中，反应的ΔH 前者大于后者的是( )
①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1
C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH 2 ②S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 3
S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 4
③H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(l) ΔH 5 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 6
④CaCO 3(s)===CaO(s)＋CO 2(g) ΔH 7
CaO(s)＋H 2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH 8
A ．①
B ．④
C ．②③④
D ．①②③
解析：选C 。

ΔH 值大小比较包含“＋、－”号，即比较的是正数、负数。

①前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但ΔH 1、ΔH 2均为负数，故数值ΔH 1<ΔH 2。

②中S 单质状态不同，气体的能量状态高于固态，放热多。

③中方程式系数不同。

④中前者为吸热反应ΔH 7为正数，后者为放热反应，ΔH 8为负数。

6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－
57.3 kJ·mol －1，向1 L 0.5 mol·L －1的NaOH 溶液中加入稀醋酸、浓H 2SO 4、稀HNO 3，则恰好
完全反应时的热效应ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3的关系正确的是( )
A ．ΔH 1>ΔH 2>ΔH 3
B ．ΔH 1<ΔH 3<ΔH 2
C ．ΔH 2>ΔH 1>ΔH 3
D ．ΔH 1>ΔH 3>ΔH 2
解析：选D 。

强酸的H ＋与强碱的OH －在稀溶液中发生中和反应的热效应：H ＋(aq)＋OH
－(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1。

由于稀醋酸中主要是醋酸分子，当醋酸和NaOH 发生中和反应时，醋酸的电离平衡向电离的方向移动，电离过程要吸热，因此中和反应放出的
热量小于57.3 kJ·mol －1，ΔH 1>－57.3 kJ·mol －1；而浓H 2SO 4稀释时要放出热量，所以ΔH 2<
－57.3 kJ·mol －1。

故D 符合题意。

7．在一定条件下发生化学反应：
2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g) ΔH ＝－197 kJ·mol －1
现有容积相同的甲、乙、丙三个容器，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q )
．
A ．在上述条件下反应生成1 mol SO 3气体放热98.5 kJ
B ．上述条件下每摩尔该反应进行到底时放出的热量为197 kJ
C ．Q 1＝2Q 2＝2Q 3＝197 kJ
D ．2Q 2＝2Q 3<Q 1<197 kJ
解析：选C 。

该题将化学平衡知识与反应热有机结合在一起，很有创意。

因反应是一个可逆反应，不可能100%转化。

而反应热是完全转化时而放出的热量。

故A 项当反应生成1 mol SO 3时放出的热量为98.5 kJ 正确；B 项197 kJ 的热量为1 mol 该反应进行完全时放出的热量，B 正确；C 项中Q 1应小于197 kJ ；Q 1>2Q 2，丙容器与乙容器等容积将处于相同的平衡状态，不影响热量的变化，故Q 2＝Q 3，所以C 错误；D 项正确。

8．(2018年潍坊质检)已知：①1 mol H 2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ 的能量 ②1 mol Cl 2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ 的能量
③由H 原子和Cl 原子形成1 mol HCl 分子时释放431 kJ 的能量
下列叙述正确的是( )
A ．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)
B ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的ΔH ＝183 kJ·mol －1
C ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的ΔH ＝－183 kJ·mol －1
D ．氢气和氯气反应生成1 mol 氯化氢气体，反应的ΔH ＝－183 kJ·mol －
1
解析：选C 。

氢气和氯气生成氯化氢的反应热等于氢气键能加氯气键能减去氯化氢键能
的2倍，即ΔH ＝436 kJ·mol －1＋243 kJ·mol －1－2×431 kJ·mol －1＝－183 kJ·mol －1，故氢气和
氯气反应生成 2 mol 氯化氢气体的热化学方程式：H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－183
kJ·mol －1。

9．(2018年沈阳统考)已知：H 2(g)＋F 2(g)===2HF(g) ΔH ＝－270 kJ·mol －1，下列说法正
确的是( )
A ．2 L 氟化氢气体分解成1 L 氢气和1 L 氟气吸收270 kJ 热量
B ．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出热量小于270 kJ
C ．在相同条件下，1 mol 氢气与1 mol 氟气的能量总和大于2 mol 氟化氢气体的能量
D ．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ 的热量
解析：选C 。

热化学方程式表达的含义是物质按化学方程式确定的物质的量之比反应时的焓变。

10．在25 ℃、101 kPa 下，1 g 甲醇燃烧生成CO 2和液态水时放热22.68 kJ ，下列热化学方程式正确的是( )
A ．CH 3OH(l)＋32
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋725.8 kJ·mol －1
B ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l)
ΔH ＝－1452 kJ·mol －1
C ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l)
ΔH ＝－725.8 kJ·mol －1
D ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l)
ΔH ＝＋1452 kJ·mol －1
解析：选B 。

本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。

因1 mol 甲醇燃烧生成CO 2
和液态水，放出22.68 kJ·g －1×32 g ＝725.8 kJ 热量，所以2 mol 甲醇燃烧生成CO 2和液态水
的ΔH ＝－1452 kJ·mol －1。

11．0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H 6)在O 2中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ 热量，其热化学方程式为________________。

又知H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44
kJ·mol －1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷燃烧生成气态水时放出的热量为________kJ 。

解析：0.3 mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5 kJ 热量，则1 mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：1 mol ×649.5 kJ/0.3 mol ＝2165 kJ 。

因此乙硼烷燃烧的热化学方程式为：B 2H 6(g)
＋3O 2(g)===B 2O 3(s)＋3H 2O(l) ΔH ＝－2165 kJ·mol －1。

由于1 mol 水汽化需吸热44 kJ ，则3
mol 液态水全部汽化应吸热：3 mol ×44 kJ·mol －1＝132 kJ ，所以1 mol 乙硼烷完全燃烧产生气
态水时放热：2165 kJ －132 kJ ＝2033 kJ ，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出
热量是：0.5 mol ×2033 kJ·mol －1＝1016.5 kJ 。

答案：B 2H 6(g)＋3O 2(g)===B 2O 3(s)＋3H 2O(l) ΔH ＝－2165 kJ·mol －1 1016.5
12．磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物P 2O 5和P 2O 3。

3.1 g 单质磷(P)在3.2 g 的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ 热量。

(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是____________，其相应的质量(g)为____________。

(2)已知单质磷的燃烧热为y kJ·mol －1，则1 mol P 与O 2反应生成固态P 2O 3的反应热ΔH
＝________。

(3)写出1 mol P 与O 2反应生成固态P 2O 3的热化学方程式
________________________________________________________________________。

解析：(1)n (P)＝ 3.1 g 31 g·mol －1
＝0.1 mol ， n (O 2)＝ 3.2 g 32 g·mol －1
＝0.1 mol 。

4P ＋3O 2===2P 2O 3①
4P ＋5O 2===2P 2O 5②
由以上两反应分析知：0.1 mol P 全转化为P 2O 3时，需消耗O 20.185 mol ，全转化为P 2O 5时，需消耗O 20.125 mol ，而现有O 2 0.1 mol ，故所得固体产物应为P 2O 3和P 2O 5的混合物。

设转化为P 2O 3需要的P 的物质的量为x ，转化为P 2O 5需要的P 的物质的量为y ，则： ⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y ＝0.1 mol 3x 4＋5y 4＝0.1 mol 解得⎩⎪⎨⎪⎧
x ＝0.05 mol y ＝0.05 mol 所以生成P 2O 3的质量为：0.18 mol÷2×110 g/mol ＝2.75 g ；
生成P 2O 5的质量为：0.18 mol÷2×142 g/mol ＝3.55 g 。

(2)0.18 mol P 燃烧生成P 2O 3放出的热量为：(x －0.18y )kJ ，则1 mol P 燃烧生成P 2O 5(s)
放出的热量为：(x －0.05y )0.05
kJ ＝(20x －y )kJ 。

答案：(1)P 2O 3、P 2O 5 2.75、3.55
(2)－(20x －y )kJ·mol －1
(3)P(s)＋34O 2(g)===12
P 2O 3(s) ΔH ＝－(20x －y )kJ·mol －1 13．用50 mL 0.50 mol·L －1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L －1的氢氧化钠溶液在如图所示的装
置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是
________________________________________________________________________。

(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？________(填“能”或“不能”)，其原因是________________________________________________________________________。

(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol·L －1 的原因是
___________________________________________________________
__________________________________________________________。

实验中若改用60 mL 0.5 mol·L －1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L －1的氢氧
化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”
或“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热
_______________________________________________________________
_________
(填“相等”或“不相等”)；
(4)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H 2O 时，放出57.3 kJ 的热量，则上述反应的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。

解析：考查学生对中和热测定的实验能力、对出现问题的分析和理解能力，热化学方程式的书写、误差分析等。

由于本实验的关键是如何防止热量的损失，所以填充大量泡沫、使
用玻璃搅拌器、稍过量的氢氧化钠等；(3)中由于参加反应的盐酸(60 mL 0.50 mol·L －1)与氢氧
化钠(50 mL 0.55 mol·L －1)完全反应后生成的水的物质的量(50 mL 0.55 mol·L －1)比原先(50
mL ×0.50 mol·L －1)多，所以放出的热量多，但中和热不变。

答案：(1)减少热量损失
(2)不能 ①铁会和盐酸反应，②铁导热性好，热量损失较大
(3)为了确保盐酸完全被中和 不相等 相等
(4)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l)
ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
14．将煤转化为水煤气的主要化学反应为
C(s)＋H 2O(g)――→高温
CO(g)＋H 2(g)；C(s)、CO(g)和H 2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －1①
H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242.0 kJ·mol －1② CO(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ·mol －1③
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：________________________________________________________________________。

(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。

甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________________________________________________ __________________。

(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。

CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇②甲醛
③甲酸④乙酸。

试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。

解析：(1)利用盖斯定律将反应①－反应②－反应③可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，故该反应焓变为：ΔH＝－393.5 kJ·mol－1＋242.0 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＝131.5 kJ·mol－1。

(2)化学反应过程中能量守恒。

(4)按“绿色化学”的标准应完全利用原料中的原子，实现零排放，故二者1∶1反应时生成物为HCHO(甲醛)或CH3COOH(乙酸)。

答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.5 kJ·mol－1
(2)乙将煤转化为水煤气燃烧放出热量比直接燃煤放热多，多出的能量为煤转化为水煤气时吸收的能量
(3)①燃料燃烧充分；②产生污染物少；③便于输送等
(4)②④
课时18
第二节原电池化学电源
1．(2018年吉林省高考复习质量检测)关于原电池的叙述中，正确的是()
A．构成原电池的两极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出
D．在原电池正极上发生反应的物质是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原
解析：选B。

由原电池的定义及其工作原理不难得出B选项为正确答案。

2．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应
①Br2＋2e－===2Br－②2Br－－2e－===Br2
③Zn－2e－===Zn2＋④Zn2＋＋2e－===Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应分别是()
A．②和③B．②和①
C．③和①D．④和①
解析：选A。

放电时负极应是氧化—还原反应中还原剂的反应，为③；充电时阳极上发生氧化反应，应为Br－失电子的反应，为②。

3．(2018年泰安模拟)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。

电池负极反应为() A．H2＋2OH－－2e－===2H2O
B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．H2－2e－===2H＋
D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：选C。

由题意知，H2在负极上反应，且以磷酸为电解质，则负极反应为：H2－2e －===2H＋。

4．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)＋SO2－4(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)＋SO2－4(aq)
解析：选B。

放电时为原电池装臵，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，A错B对。

充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，溶液中有硫酸生成，C、D错。

5．实验室用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取氯气。

已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4，正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O。

今若制得0.180 mol Cl2，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()
A．0.025 mol B．0.180 mol
C．0.10 mol D．0.20 mol
解析：选C。

该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可。

由2Cl－－2e －===Cl
可知，制0.18 mol Cl2需转移0.10 mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋2
＋2SO2－4===2PbSO4＋2H2O可看出，每转移2 mol电子消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol电子，将消耗0.10 mol硫酸。

6．(2018年郑州统考)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
解析：选C。

由题目所给图示，甲为原电池，铜作正极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，反应速率加快；乙不能构成原电池(无闭合回路)，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，二者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。

7．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在北京奥运会期间为运动员提供服务。

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．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：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
解析：选D。

用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移。

8．(2018年湖北八校高三第一次联考)镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O放电
充电
有关该电池的说法正确的是()
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
解析：选A。

充电过程是电能转化为化学能的过程，B错。

放电时负极附近溶液的碱性减弱，因Cd2＋结合了溶液中OH－，同时溶液中的OH－向负极移动，C、D错。

9．如下图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是()
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
解析：选B。

a中形成的原电池铁作负极，铜作正极，b中形成的原电池铝作负极，铁作正极。

在NaCl溶液中均发生吸氧腐蚀。

10．(2018年南京模拟)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，故得到广泛应用。

锌锰碱性电池以KOH溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是()
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g
解析：选C。

根据题意，该电池的负极材料是锌，电池工作时，锌本身失去电子而发生氧化反应，失去的电子通过外电路移向另一极(正极)，在该电极上，MnO2获得电子发生还原反应生成Mn2O3：2MnO2＋2e－===Mn2O3，从元素守恒的角度来看，左侧还多1个O。

一般规律是：在酸性条件下H＋结合氧变为H2O，在碱性或者中性条件下H2O结合氧变为2OH－。

正极反应为2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－。

反应中转移0.2 mol电子，消耗掉0.1 mol 锌，质量为6.5 g。

11．下图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1 mol·L－1的稀硫酸。

(1)C中Cu极的电极反应式为
________________________________________________________________________。

(2)A中Fe的腐蚀过程中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。

(3)B中Zn极的电极反应式为
________________________________________________________________________ ________，Zn极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
________________________________________________________________________。

解析：(1)C中铁、铜、稀H2SO4构成原电池，发生还原反应的是溶液中的H＋。

(2)A中铁、碳、海水构成原电池，铁被氧化，溶于海水中的O2被还原。

(3)B中锌被氧化成Zn2＋，在溶液中发生水解使溶液pH减小。

形成原电池时，两电极活动性相差越大时，反应进行越快，当电解质溶液与电极直接反应时，反应较快。

答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)Zn－2e－===Zn2＋减小C>A>B
12．(2018年连云港模拟)(1)今有反应2H 2＋O 2=====KOH
2H 2O ，构成燃料电池，则负极通的气体应是________，正极通的气体应是________，电极反应式为：正极____________________，负极________________________。

(2)如把KOH 改为稀硫酸作电解质，则电极反应式为：正极________________，负极________________。

(1)和(2)的电解质溶液不同，反应进行后，其溶液的pH 的变化是
________________________________________________________________________。

(3)如把H 2改为甲烷，KOH 作导电物质，则电极反应式为：正极
________________________________________________________________________，
负极
________________________________________________________________________。

解析：(1)根据电池反应式可知在反应中H 2被氧化，O 2被还原。

H 2应该在负极上反应，
O 2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液不可能有H ＋参加或生成，故负极的电极反应为H 2
＋2OH －－2e －===2H 2O ，正极的电极反应为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －。

(2)若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH －生成，故负极的电极反应为
H 2－2e －===2H ＋，正极的电极反应为O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O 。

由于前者在碱性条件下反应，KOH 的量不变，但工作时H 2O 增多，故溶液变稀，pH 将变小；而后者为酸溶液，H 2SO 4的量不变，H 2O 增多，故溶液变稀，pH 将变大。

(3)如把H 2改为甲烷，KOH 作导电物质，则正极为2O 2＋4H 2O ＋8e －===8OH －；此时不
会有CO 2放出，负极为CH 4＋10OH －－8e －===CO 2－3＋7H 2O 。

答案：(1)H 2 O 2 O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
H 2＋2OH －－2e －===2H 2O
(2)O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O
H 2－2e －===2H ＋ 前者变小，后者变大
(3)2O 2＋4H 2O ＋8e －===8OH －
CH 4＋10OH －－8e －===CO 2－3＋7H 2O
13．(2018年江西南昌模拟)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺
序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L －1H 2SO 4溶液中，乙同学将
电极放入6 mol·L －1NaOH 溶液中，如图所示：
请回答：
(1)写出甲池中正极的电极反应式：
________________________________________________________________________。

(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。

负极反应式：
________________________________________________________________________；
总反应的离子方程式：__________________________。

(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出______活动性更强，而乙会判断出______活动性更强。

(填写元素符号)
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？
答：________(填写字母序号)。

a ．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
b ．镁的金属性不一定比铝的金属性强
c ．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有应用价值
d ．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断电池的正负极”的这种说法__________(填“可靠”或“不可靠”)。

如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(如可靠，此空不填)
解析：(1)甲中电解质溶液为稀H2SO4溶液，由于金属活泼性Mg>Al，故负极为Mg，正极为Al，正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑。

(2)乙中电解质溶液为NaOH溶液，该溶液不能与Mg反应，故Mg作正极，Al作负极，负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O，总反应的离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。

(3)一般情况下，构成原电池的两极(都是金属)，负极比正极活泼，所以甲会判断出Mg的活动性更强，这是正确的，乙会判断出Al的更强，这是错误的。

(4)两种相同的金属在电解质溶液不同时，得出两种不同的结果，说明反应条件对反应结果的影响较大，故应选a、d。

(5)很明显，这种方法不可靠；可以在两极之间连一个电流计，测电流的方向，根据电流由正极流向负极来判断。

如图所示
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
(3)Mg Al(4)ad
(5)不可靠在两电极之间连上一个电流计，测电流的方向，根据“电流由正极流向负极”来判断
14．将洁净的铜片和其它金属片A、B、C、D分别放在浸有NaCl溶液的滤纸上并压紧(如图所示)，在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下：
请回答下列问题：
(1)在第①组组成的原电池中，一段时间后，铁片上出现了红褐色物质，请用电极反应方程式和化学反应方程式表示其产生红褐色物质的过程
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)A、B、C、D四种金属的金属性强弱顺序____________________________；金属
________一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。

(3)若滤纸改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到有蓝色物质析出的是________(填字母)金属。

其对应的原电池的电极反应式为：负极
________________________________________________________________________；
正极
________________________________________________________________________。

解析：(1)首先根据①组实验，Fe比Cu活泼，组成原电池，指针向(－)移动；表明A、C、D都比Cu活泼；而B不如铜活泼。

①组成的原电池中，Fe是负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；Cu 是正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，后续反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。

(2)与Cu组成的原电池，活泼性差异越大，电压越大；所以金属活泼性为：C>A>D>B；由于B不如铜活泼，则B一定不能从硫酸铜溶液中臵换出铜。

(3)要有蓝色物质析出，说明生成了Cu(OH)2，则需要Cu作负极，失电子生成Cu2＋，只有用不如Cu活泼的B与Cu组成原电池。

此时Cu是负极：Cu－2e－===Cu2＋；正极：2H2O ＋O2＋4e－===4OH－。

答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋，2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O
(2)C>A>D>B B
(3)B Cu－2e－===Cu2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－
课时19
第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护
1．下图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋，则以下说法中不．正确的是()
A．该装置一定是原电池
B．a极上一定发生还原反应
C．a、b可以是同种电极材料
D．该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能
解析：选A。

由两极反应可看出，a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应。

该装臵可为原电池，如铁、石墨电极放到CuSO4溶液中。

该装臵也可为电解池，铁电极为阳极，CuSO4溶液为电解质溶液。

2．(2018年河南郑州一中第二次诊断)用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是() A．AgNO3B．Na2SO4
C．CuCl2D．HCl
解析：选B。

既然电解一段时间后，向剩余溶液中加水，就能使溶液恢复到电解前的浓度，这说明电解过程中消耗的是水，那么，在两个电极上放电的离子分别是H＋和OH－，即溶液中阳离子的放电能力只能小于H＋；溶液中阴离子的放电能力也只能小于OH－。

常见的这样的物质有强碱、含氧酸和强碱对应的最高价含氧酸盐。

3．(2018年南京统考)在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO2－4、NO－3、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为()
A．35.5∶118 B．16∶218
C．8∶1 D．118∶35.5
解析：选C。

本题应先考虑离子反应问题，用惰性电极对该溶液进行电解时，实际上电解的是NaNO3溶液，阳极产生O2、阴极产生H2，O2与H2的质量比为8∶1，选项C符合题意。

4．用P 作阴极，Q 作阳极，电解M 的水溶液，电解一段时间后，再加入N 能使溶液恢
解析：选D 。

A 4Cu 2＋放电生成
Cu ，而阳极是Cu 放电生成Cu 2＋，溶液中的Cu 2＋浓度不变，电解M 相当于电镀Cu ，所以加
入CuSO 4不能使电解质溶液复原；B 项，用石墨作阳极电解NaCl 溶液，阳极是Cl －放电生成
Cl 2，阴极是H 2O 电离出的H ＋放电生成H 2，电解总反应为：2Cl －＋2H 2O=====通电
Cl 2↑＋H 2↑＋
2OH －，从溶液中析出的物质是Cl 2与H 2，且二者物质的量比为1∶1，析出的成分相当于HCl ，所以加入盐酸(含有水)不会复原；C 项，用Pt 作阴、阳极电解CuSO 4溶液，其实是电解CuSO 4和H 2O ，电解总反应为：2CuSO 4＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4，从溶液中析出的物质是Cu 和O 2，且二者物质的量比为2∶1，析出的成分相当于CuO ，显然加入Cu(OH)2并不能使电解质溶液复原；D 项，分别用Pt 作阴、阳极电解NaOH 溶液，其实是电解水，所以电解后加入H 2O 能使电解质溶液复原。

5．(2018年陕西西安模拟)如图为直流电源电解稀Na
2SO 4溶液的装置。

通电后在石墨电极a 和b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。

下列实验现象中正
确的是( )
A ．逸出气体的体积，a 电极小于b 电极的
B ．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C ．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色
D ．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色
解析：选D 。

电解Na 2SO 4溶液，实质是电解水，阴极(a)发生还原反应，H ＋被还原而使
溶液显碱性，阳极(b)发生氧化反应，OH －被氧化而使溶液显酸性。

6．某同学按如图所示的装置进行电解实验。

下列说法正确的是(双选)( ) A ．电解过程中，铜电极上有H
2产生
B ．电解初期，主要反应方程式为：
Cu ＋H 2SO 4=====电解CuSO 4＋H 2↑
C ．电解一段时间后，石墨电极上有铜析出
D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大
解析：选BC 。

Cu 作阳极被消耗、溶液中H ＋放电在阴极析出
H 2。

因此，电解后一段时间c (H ＋)减小，当生成的CuSO 4浓度不断增大后，Cu 2＋在阴极放电
而析出Cu 。

7．(2018年高考安徽卷)Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu ＋H 2O=====通电Cu 2O ＋H 2↑。

下列说法正确的是( )
A ．石墨电极上产生氢气
B ．铜电极发生还原反应
C ．铜电极接直流电源的负极
D ．当有0.1 mol 电子转移时，有0.1 mol Cu 2O 生成
解析：选A 。

石墨作阴极，阴极上是溶液中的H ＋放电，电极反应为：2H ＋＋2e －===H 2↑，
A 选项正确；由电解总反应可知，Cu 参加了反应，所以Cu 作电解池的阳极，发生氧化反应，。