2022高考化學二輪學案查漏補缺專題八化學反應與能量解析版

專題八化學反應與能量考綱解讀考綱解讀【考綱導向】1．了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因及化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2．了解熱化學方程式、焓變與反應熱的含義。了解ΔH＝H(反應產(chǎn)物)—H(反應物)表達式的含義。3．理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應焓變的簡單計算。4．了解原電池的原理及應用，掌握常見的化學電源。5．掌握電解池的原理及應用，學會電池中電子轉(zhuǎn)移守恒的關(guān)系。【命題分析】化學反應的熱效應的考查，一是在選擇題中單獨設(shè)題，考查反應中的能量變化、反應熱的比較及蓋斯定律的計算；二是在選擇題中某一選項出現(xiàn)，多與圖像分析相結(jié)合；三是在填空題中考查，考查蓋斯定律的計算或結(jié)合蓋斯定律的熱化學方程式的書寫。電化學內(nèi)容是高考試卷中的?？停瑢υ姵睾碗娊獬氐目疾橥赃x擇題的形式考查兩電極反應式的書寫、兩電極附近溶液性質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷等。在第卷中會以應用性和綜合性進行命題，如與生產(chǎn)生活(如金屬的腐蝕和防護等)相聯(lián)系，也無機推斷、實驗及化學計算等學科內(nèi)知識綜合，尤其特別注意燃料電池和新型電池的正、負極材料分析和電極反應式的書寫。知識網(wǎng)絡(luò)圖知識網(wǎng)絡(luò)圖重點拓展重點拓展考點一反應熱及其表示方法1．反應熱和焓變(1)反應熱是化學反應中放出或吸收的熱量。(2)焓變是化學反應在恒溫、恒壓條件下放出或吸收的熱量。(3)化學反應的反應熱用一定條件下的焓變表示，符號為ΔH，單位為kJ·mol－1。2．吸熱反應與放熱反應類型比較吸熱反應放熱反應定義吸收熱量的化學反應放出熱量的化學反應表示方法ΔH>0ΔH<0形成原因∑E(反應物)<∑E(生成物)∑E(反應物)>∑E(生成物)形成實質(zhì)圖示圖示E1——活化能(反應物分子變成活化分子所需的能量)E2——活化能(生成物分子變成活化分子所需的能量)①ΔH＝E1－E2②使用催化劑，E1減小，E2減小，ΔH不變①ΔH＝E1－E2②使用催化劑，E1減小，E2減小，ΔH不變反應類型或?qū)嵗偎械乃夥磻诖蠖鄶?shù)的分解反應③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應④C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2⑤C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO①所有的中和反應②所有的燃燒反應③大多數(shù)的化合反應④活潑金屬與水、較活潑金屬與酸的反應⑤鋁熱反應典例精講典例精講考法一反應過程中的焓變【典例1】(2020?浙江7月選考)關(guān)于下列的判斷正確的是()COeq\o\al(2?,3)(aq)＋H+(aq)eq\o(=)HCOeq\o\al(?,3)(aq) ΔH1COeq\o\al(2?,3)(aq)＋H2O(l)HCOeq\o\al(?,3)(aq)＋OH?(aq) ΔH2OH?(aq)＋H+(aq)eq\o(=)H2O(l) ΔH3OH?(aq)＋CH3COOH(aq)eq\o(=)CH3COO?(aq)＋H2O(l) ΔH4A．ΔH1＜0ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2C．ΔH3＜0ΔH4＞0D．ΔH3＞ΔH4解析：碳酸氫根的電離屬于吸熱過程，則COeq\o\al(2?,3)(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq)為放熱反應，所以△H1<0；COeq\o\al(2?,3)(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OHˉ(aq)為碳酸根的水解離子方程式，COeq\o\al(2?,3)的水解反應為吸熱反應，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示強酸和強堿的中和反應，為放熱反應，所以△H3<0；醋酸與強堿的中和反應為放熱反應，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，電離過程中會吸收部分熱量，所以醋酸與強堿反應過程放出的熱量小于強酸和強堿反應放出的熱量，則△H4>△H3；綜上所述，只有△H1<△H2正確，故選B。答案：B考法二反應過程中能量變化圖像【典例2】(2020·天津化學卷)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應的ΔH=+59．3kJ·mol-1C．正反應的活化能大于逆反應的活化能D．使用催化劑，可以改變反應的反應熱解析：A項，根據(jù)圖中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根據(jù)能量越低越穩(wěn)定，因此HCN比HNC穩(wěn)定，故A正確；B項，根據(jù)焓變等于生成物總能量減去反應物總能量，因此該異構(gòu)化反應的ΔH=+59．3kJ·mol-1-0=+59．3kJ·mol-1，故B正確；C項，根據(jù)圖中信息得出該反應是吸熱反應，因此正反應的活化能大于逆反應的活化能，故C正確；D項，使用催化劑，不能改變反應的反應熱，只改變反應路徑，反應熱只與反應物和生成物的總能量有關(guān)，故D錯誤。故選D。答案：D考法三反應能量變化與鍵能關(guān)系【典例3】(2018?天津卷)CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/kJ·mol?14137454361075則該反應的ΔH=_________。解析：(2)①根據(jù)△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和=(4×413＋2×745－2×1075－2×436)kJ·mol－1=＋120kJ·mol－1；答案：(2)+120kJ·mol-1考法四反應歷程【典例4】(2018?北京卷)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是()A．生成CH3COOH總反應的原子利用率為100%B．CH4→CH3COOH過程中，有C―H鍵發(fā)生斷裂C．①→②放出能量并形成了C―C鍵D．該催化劑可有效提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率解析：A項，根據(jù)圖示CH4與CO2在催化劑存在時生成CH3COOH，總反應為CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一種生成物，原子利用率為100%，A項正確；B項，CH4選擇性活化變?yōu)棰龠^程中，有1個C-H鍵發(fā)生斷裂，B項正確；C項，根據(jù)圖示，①的總能量高于②的總能量，①→②放出能量，對比①和②，①→②形成C-C鍵，C項正確；D項，催化劑只影響化學反應速率，不影響化學平衡，不能提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率，D項錯誤。答案：D考法五能量變化關(guān)系圖像【典例5】(2021年1月浙江選考)在298．15K、100kPa條件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92．4kJ·mol-1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29．1、28．9和35．6J·K-1·mol-1。一定壓強下，1mol反應中，反應物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量隨溫度T的變化示意圖合理的是()A．B．C．D．解析：該反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，根據(jù)題目中給出的反應物與生成物的比熱容可知，升高溫度反應物能量升高較快，反應結(jié)束后反應放出的熱量也會增大，比較4個圖像B符合題意，故選B。答案：B考法六能量變化與活化能【典例6】(2019?新課標Ⅰ卷)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：(3)我國學者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)，該歷程中最大能壘(活化能)E正=_________eV，寫出該步驟的化學方程式_______________________。解析：(3)根據(jù)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并結(jié)合水煤氣變換的反應歷程相對能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量(-0.32eV)高于CO2(g)+H2(g)的能量(-0.83eV)，故水煤氣變換的ΔH小于0；活化能即反應物狀態(tài)達到活化狀態(tài)所需能量，根據(jù)變換歷程的相對能量可知，最大差值為：其最大能壘(活化能)E正=1．86-(-0.16)eV=2．02eV；該步驟的反應物為COOH+H+H2O===COOH+2H+OH；因反應前后COOH和1個H未發(fā)生改變，也可以表述成H2O===H+OH；答案：(3)小于2．02COOH+H+H2O===COOH+2H+OH或H2O===H+OH解題技巧(1)反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。(2)反應是否需要加熱，只是引發(fā)反應的條件，與反應是放熱還是吸熱并無直接關(guān)系。許多放熱反應也需要加熱引發(fā)反應，也有部分吸熱反應不需加熱，在常溫時就可以進行。(3)燃燒熱：必須是1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，如C燃燒應生成CO2而不是CO，H2燃燒應生成液態(tài)水而不是氣態(tài)水。(4)中和熱：強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成1molH2O，ΔH＝－57．3kJ·mol－1。弱酸代替強酸(或弱堿代替強堿)，因電離吸熱，放出的熱量減小，中和熱減小。若用濃硫酸(或NaOH固體)，因溶解放熱放出的熱量增多，中和熱增大。(5)利用鍵能計算反應熱，要熟記公式：ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能，其關(guān)鍵是弄清物質(zhì)中化學鍵的數(shù)目。在中學階段要掌握常見單質(zhì)、化合物中所含共價鍵的數(shù)目。原子晶體：1mol金剛石中含2molC—C鍵，1mol硅中含2molSi—Si鍵，1molSiO2晶體中含4molSi—O鍵；分子晶體：1molP4中含有6molP—P鍵，1molP4O10(即五氧化二磷)中，含有12molP—O鍵、4molP=O鍵，1molC2H6中含有6molC—H鍵和1molC—C鍵。練習1．(2021年1月浙江選考)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：共價鍵H-HH-O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1則2O(g)=O2(g)的ΔH為()A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1答案：D解析：反應的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O鍵的鍵能為498kJ/mol，2個氧原子結(jié)合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。2．(2020年1月浙江省選考)在一定溫度下，某反應達到了化學平衡，其反應過程對應的能量變化如圖。下列說法正確的是A．Ea為逆反應活化能，E為正反應活化能B．該反應為放熱反應，ΔH＝Ea’－EaC．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D．溫度升高，逆反應速率加快幅度大于正反應加快幅度，使平衡逆移答案：D解析：A項，由圖可知，Ea為正反應活化能，E為逆反應活化能，故A錯誤；B項，由圖可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應為放熱反應，反應熱ΔH＝—(Ea’－Ea)，故B錯誤；C項，在相同溫度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，稱為活化分子，則所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C錯誤；D項，該反應為放熱反應，逆反應速率加快幅度大于正反應加快幅度，使平衡向吸熱的逆反應方向移動，故D正確；故選D。3．(2020·延安模擬)煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低了脫硫效率。相關(guān)反應的熱化學方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218．4kJ·mol－1(反應Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175．6kJ·mol－1(反應Ⅱ)假設(shè)某溫度下，反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2)，則下列反應過程能量變化示意圖正確的是()答案：C解析：相同溫度下，因兩個反應的反應物完全相同，反應速率越大，則反應的活化能越小，因此反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ的活化能；反應Ⅰ的ΔH>0，生成物的能量高于反應物的能量，反應Ⅱ的ΔH<0，生成物的能量低于反應物的能量，故C項正確。4．已知化合物A與H2O在一定條件下反應生成化合物B與HCOO-，其反應歷程如圖所示，其中TS表示過渡態(tài)，I表示中間體。下列說法正確的是()A．化合物A與H2O之間的碰撞不均為有效碰撞B．該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16．87kJ·mol-1C．使用更高效的催化劑可降低反應所需的活化能和反應熱D．升高溫度，有利于該反應正向進行答案：A【詳解】A項，根據(jù)有效碰撞理論可知，化合物A與H2O之間的碰撞不均為有效碰撞，A正確；B項，該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16．87kJ/mol?(?1．99kJ/mol)=18．86kJ/mol，B錯誤；C項，使用更高效的催化劑可降低反應所需的活化能，但催化劑不改變反應熱，C錯誤；D項，由圖知，化合物A與H2O在一定條件下反應生成化合物B與HCOO-為放熱反應，升高溫度，不利于該反應正向進行，D錯誤；故選A?？键c二熱化學方程式蓋斯定律1．熱化學方程式(1)概念：表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關(guān)系的化學方程式。(2)意義：表明了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571．6kJ·mol－1：表示在25℃、101kPa條件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反應生成2molH2O(l)，放出571．6kJ的熱量。(3)熱化學方程式的書寫2．蓋斯定律(1)內(nèi)容：對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。即：化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)。根據(jù)蓋斯定律計算ΔH的步驟和方法①計算步驟②計算方法3．蓋斯定律應用(1)當熱化學方程式乘、除以某一個數(shù)時，ΔH也應相應地乘、除以某一個數(shù)；方程式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“+”“-”符號。(2)將一個熱化學方程式顛倒書寫時，ΔH的符號也隨之改變，但數(shù)值不變。(3)同一物質(zhì)的三態(tài)變化(固、液、氣)，狀態(tài)由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。(4)利用狀態(tài)，迅速比較反應熱的大小(若反應為放熱反應)①當反應物狀態(tài)相同，生成物狀態(tài)不同時，生成固體放熱最多，生成氣體放熱最少。②當反應物狀態(tài)不同，生成物狀態(tài)相同時，固體反應放熱最少，氣體反應放熱最多。③在比較反應熱(ΔH)的大小時，應帶符號比較。對于放熱反應，放出的熱量越多，ΔH反而越小。典例精講典例精講考法一熱化學方程式的書寫【典例1】(2019?天津卷)多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。回答下列問題：Ⅰ．硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2，放出225kJ熱量，該反應的熱化學方程式為________________________。Ⅱ．將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對應的反應依次為：①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3(4)反應③的ΔH3=______(用ΔH1，ΔH2表示)。解析：I.參加反應的物質(zhì)是固態(tài)的Si、氣態(tài)的HCl，生成的是氣態(tài)的SiHCl3和氫氣，反應條件是300℃，配平后發(fā)現(xiàn)SiHCl3的化學計量數(shù)恰好是1mol，由此可順利寫出該條件下的熱化學方程式：Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)?H=-225kJ·mol-1；II.(4)將反應①反向，并與反應②直接相加可得反應③，所以?H3=?H2-?H1，因?H2<0、?H1>0，所以?H3必小于0，即反應③正反應為放熱反應；答案：Ⅰ．Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)Ⅱ．(4)ΔH2-ΔH1考法二熱化學方程式的正誤判斷【典例2】25℃、101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱ΔH為－57．3kJ·mol－1，辛烷的標準燃燒熱ΔH為－5518kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2Na＋(aq)＋2OH－(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57．3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57．3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5518kJ·mol－1解析：A項，所列熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應生成1molH2O(l)時的反應熱，二是當有BaSO4沉淀生成時，反應的熱效應會有所變化，生成1molH2O(l)時產(chǎn)生的熱量不再是57．3kJ，錯誤；C項，燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的物質(zhì)時所產(chǎn)生的熱量，這時產(chǎn)物中的水應為液態(tài)水，錯誤；D項，當2mol液態(tài)辛烷完全燃燒時，產(chǎn)生的熱量為11036kJ，錯誤。答案：B考法三焓變的判斷與比較【典例3】(2014·江蘇化學)已知：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH22CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH34Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)＋Fe2O3(s)=3CO2(g)＋2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應焓變的判斷正確的是()A.ΔH1＞0，ΔH3＜0B.ΔH2＞0，ΔH4＞0C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5解析：設(shè)題中反應由上到下分別為①、②、③、④、⑤，反應①為碳的燃燒，是放熱反應，ΔH1<0，反應②為吸熱反應，ΔH2>0，反應③為CO的燃燒，是放熱反應，ΔH3<0，反應④為鐵的氧化反應(化合反應)，是放熱反應，ΔH4<0，A、B錯誤；C項，由于反應①＝反應②＋反應③，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，正確；D項，反應③＝(反應④＋反應⑤×2)/3，所以ΔH3＝eq\f(ΔH4＋ΔH5×2,3)，錯誤。答案：C考法四蓋斯定律的簡單運用【典例四】(2020?北京卷)依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是()A．石墨燃燒是放熱反應B．1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，前者放熱多C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D．化學反應的ΔH，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應途徑無關(guān)解析：A．所有的燃燒都是放熱反應，根據(jù)圖示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393．5kJ/mol，ΔH1＜0，則石墨燃燒是放熱反應，故A正確；B．根據(jù)圖示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393．5kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283．0kJ/mol，根據(jù)反應可知都是放熱反應，1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，1molC(石墨)放熱多，故B正確；C．根據(jù)B項分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393．5kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283．0kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1-2ΔH2，故C錯誤；D．根據(jù)蓋斯定律可知，化學反應的焓變只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應途徑無關(guān)，故D正確；故選C。答案：C考法五蓋斯定律的綜合運用【典例5】(2017?新課標Ⅰ卷)近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}：(2)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。通過計算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為________________、______________，制得等量H2所需能量較少的是_____________。解析：(2)①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g)△H1=＋327kJ/mol②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)△H2=－151kJ/mol③2HI(aq)=H2(g)+I2(s)△H3=＋110kJ/mol④H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l)△H4=＋61kJ/mol①+②+③，整理可得系統(tǒng)(I)的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g)△H=+286kJ/mol；②+③+④，整理可得系統(tǒng)(II)的熱化學方程式H2S(g)+=H2(g)+S(s)△H=+20kJ/mol。根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學方程式可知：每反應產(chǎn)生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統(tǒng)II。答案：(2)H2O(l)=H2(g)+O2(g)ΔH=+286kJ/molH2S(g)=H2(g)+S(s)ΔH=+20kJ/mol 系統(tǒng)(II)解題技巧比較反應熱大小的四個注意要點(1)反應物和生成物的狀態(tài)：物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應熱的關(guān)系。(2)ΔH的符號：比較反應熱的大小時，不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號。(3)參加反應物質(zhì)的量：當反應物和生成物的狀態(tài)相同時，參加反應物質(zhì)的量越多，放熱反應的ΔH越小，吸熱反應的ΔH越大。(4)反應的程度：參加反應物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時，反應的程度越大，熱量變化越大。練習1．下列熱化學方程式正確的是()選項已知條件熱化學方程式AH2的燃燒熱為akJ·mol－1H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HClΔH＝－akJ·mol－1B1molSO2、0.5molO2完全反應后，放出熱量98．3kJ2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98．3kJ·mol－1CH＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57．3kJ·mol－1H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114．6kJ·mol－1D31g白磷比31g紅磷能量多bkJP4(白磷，s)=4P(紅磷，s)ΔH＝－4bkJ·mol－1答案：D解析：選項A中符合已知條件的應是H2和O2反應，A錯；ΔH應為－196．6kJ·mol－1，B錯；選項C中由于生成BaSO4沉淀，放出的熱量大于114．6kJ，C錯。2．根據(jù)如圖所給信息，得出的結(jié)論正確的是()A．48g碳完全燃燒放出熱量為1574kJ·mol－1B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221．0kJ·mol－1C．2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋283．0kJ·mol－1D．C(s)＋O2(g)=CO2(s)ΔH＝－393．5kJ·mol－1答案：B解析：48gC完全燃燒放熱為393．5kJ·mol－1×4mol＝1574kJ，不是1574kJ·mol－1，故A錯誤；據(jù)圖示可知，1molC燃燒生成CO放熱393．5kJ－283．0kJ＝110．5kJ，所以2molC燃燒生成CO放熱221．0kJ，故B正確；1molCO燃燒生成1mol二氧化碳放熱283．0kJ，所以2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋566．0kJ·mol－1，故C錯誤；應該生成二氧化碳氣體，不是固態(tài)，故D錯誤。3．一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A.e是ClOeq\o\al(－,3)B.b→a＋c反應的活化能為60kJ·mol－1C.a、b、c、d、e中c最穩(wěn)定D.b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1答案：D解析：A項，e中Cl元素化合價為＋7價，而ClOeq\o\al(－,3)中Cl元素化合價為＋5價，錯誤；B項，b→a＋c反應的活化能為40kJ·mol－1，錯誤；C項，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最穩(wěn)定，錯誤；D項，b→a＋d，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應方程式為3ClO－=ClOeq\o\al(－,3)＋2Cl－，反應熱＝64kJ·mol－1＋2×0kJ·mol－1－3×60kJ·mol－1＝－116kJ·mol－1，所以該熱化學反應方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1，正確。4．白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。(1)已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為P4(s，白磷)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1＝－2983．2kJ·mol－1P(s，紅磷)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2＝－738．5kJ·mol－1則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為___________________________。(2)已知298K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為P4(s，白磷)＋3O2(g)=P4O6(s)ΔH＝－1638kJ·mol－1。在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為________，反應過程中放出的熱量為________。(3)已知白磷和PCl3的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P198，Cl—Cl243，P—Cl331。則反應P4(s，白磷)＋6Cl2(g)=4PCl3(s)的反應熱ΔH＝________。答案：(1)P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH＝－29．2kJ·mol－1(2)3∶11323．45kJ(3)－1326kJ·mol－1解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應－第二個反應×4，可得：P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH＝－2983．2kJ·mol－1－(－738．5kJ·mol－1)×4＝－29．2kJ·mol－1。(2)n(白磷)＝eq\f(62g,124g·mol－1)＝0.5mol，n(O2)＝eq\f(50.4L,22.4L·mol－1)＝2．25mol，設(shè)得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol。則x＋y＝0.5，5x＋3y＝2．25，解得x＝0.375，y＝0.125。反應過程中放出的熱量為2983．2kJ·mol－1×0.375mol＋1638kJ·mol－1×0.125mol＝1323．45kJ。(3)根據(jù)圖示，1分子P4、PCl3中分別含有6個P—P鍵、3個P—Cl鍵，反應熱為斷裂6molP—P鍵、6molCl—Cl鍵吸收的能量和形成12molP—Cl鍵放出的能量之差，即ΔH＝(6×198kJ·mol－1＋6×243kJ·mol－1)－12×331kJ·mol－1＝－1326kJ·mol－1?？键c三原電池化學電源1．“五類”依據(jù)判斷原電池電極：判斷依據(jù)電極電極材料電極反應電子流向離子移向電極現(xiàn)象負極活潑金屬氧化反應流出陰離子移向電極質(zhì)量減小正極不活潑金屬或非金屬還原反應流入陽離子移向電極增重或質(zhì)量不變2．“三步”突破原電池電極反應式的書寫：第一步：分析氧化還原反應根據(jù)氧化還原反應，分析元素化合價的升降，確定正負極反應物質(zhì)及電子得失數(shù)目第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應的情況，確定電極反應，寫出電極反應式第三步：合并正、負電極反應調(diào)整兩極反應式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出總反應式3．解答新型化學電源的步驟(1)判斷電池類型→確認電池原理→核實電子、離子移動方向。(2)確定電池兩極→判斷電子、離子移動方向→書寫電極反應和電池反應。(3)充電電池→放電時為原電池→失去電子的為負極反應。(4)電極反應→總反應離子方程式減去較簡單一極的電極反應式→另一電極反應式。4．化學電源(1)一次電池堿性鋅錳干電池負極材料：Zn電極反應：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：碳棒電極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2鋅銀電池負極材料：Zn電極反應：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：Ag2O電極反應：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次電池鉛蓄電池是最常見的二次電池，總反應為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(3)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池：總反應式：2H2＋O2=2H2O①酸性介質(zhì)負極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②堿性介質(zhì)負極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(③熔融的金屬氧化物作介質(zhì)負極：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正極：O2＋4e－=2O2－④碳酸鹽作介質(zhì)負極：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)典例精講典例精講考法一原電池的工作原理【典例1】(2015·天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：A項，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應生成Cu，錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))不變，錯誤；C項，在乙池中Cu2＋＋2e－=Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池中，則有Cu2＋→Zn2＋，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確；D項，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，錯誤。答案：C考法二原電池工作原理的應用【典例2】有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減?。籦極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c解析：把四個實驗從左到右分別編號為①、②、③、④，則由實驗①可知，a作原電池負極，b作原電池正極，金屬活動性：a>b；由實驗②可知，b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化，則活動性：b>c；由實驗③可知，d極溶解，則d作原電池負極，c作正極，活動性：d>c；由實驗④可知，電流從a極流向d極，則d極為原電池負極，a極為原電池正極，活動性：d>a。綜合所述可知活動性：d>a>b>c。答案：C考法三新型燃料電池【典例3】【2020?新課標Ⅲ卷】一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應：VB2+16OH-－11e－=VO43-+2B(OH)4-+4H2O，該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-D．電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極解析：根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應生成VO43-和B(OH)4-，反應的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應生成OH-，反應的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-。A項，當負極通過0.04mol電子時，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標況下為0.224L，A正確；B項，反應過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負極消耗OH-使負極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯誤；C項，根據(jù)分析，電池的總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-，C正確；D項，電池中，電子由VB2電極經(jīng)負載流向復合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復合碳電極→負載→VB2電極→KOH溶液→復合碳電極，D正確；故選B。答案：B考法四二次電池【典例4】(2021年1月浙江選考)鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是()A．斷開K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學能→電能B．斷開K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應C．電極B發(fā)生氧化反應過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應式：Cd+2NiOOH+2H2OCa(OH)2+2Ni(OH)2解析：根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負極，負極上Cd失電子發(fā)生氧化反應生成Cd(OH)2，負極反應式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應生成Ni(OH)2，正極反應式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放電時總反應為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。A項，斷開K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學能→電能，A正確；B項，斷開K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正確；C項，電極B發(fā)生氧化反應的電極反應式為2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應的電極反應式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此時為充電過程，總反應為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯誤；D項，根據(jù)分析，放電時總反應為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；故選C。答案：C考法五新型電池分析【典例5】(2020?新課標Ⅰ卷)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()A．放電時，負極反應為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時，電池總反應為2Zn(OH)42+=2Zn+O2↑+4OH-+2H2OD．充電時，正極溶液中OH?濃度升高解析：由題可知，放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，即CO2發(fā)生還原反應，故放電時右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負極，Zn發(fā)生氧化反應生成Zn(OH)42+；充電時，右側(cè)為陽極，H2O發(fā)生氧化反應生成O2，左側(cè)為陰極，Zn(OH)42+發(fā)生還原反應生成Zn。A項，放電時，負極上Zn發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+，故A正確，不選；B項，放電時，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，C元素化合價降低2，則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故B正確，不選；C項，充電時，陽極上H2O轉(zhuǎn)化為O2，負極上Zn(OH)42+轉(zhuǎn)化為Zn，電池總反應為：2Zn(OH)42+=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O，故C正確，不選；D項，充電時，正極即為陽極，電極反應式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，溶液中H+濃度增大，溶液中c(H+)?c(OH-)=KW，溫度不變時，KW不變，因此溶液中OH-濃度降低，故D錯誤，符合題意；故選D。答案：D解題技巧可充電電池原理示意圖練習1．(2020?山東卷)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A．負極反應為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58．5gD．電池工作一段時間后，正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1答案：B解析：據(jù)圖可知a極上CH3COOˉ轉(zhuǎn)化為CO2和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池的負極，則b極為正極。A項，a極為負極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結(jié)合電荷守恒可得電極反應式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B項，為了實現(xiàn)海水的淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會有1molClˉ移向負極，同時有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質(zhì)量為58．5g，故C正確；D項，b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應式為2H++2eˉ=H2↑，所以當轉(zhuǎn)移8mol電子時，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負極反應式可知負極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4:2=2:1，故D正確；故選B。2．直接煤－空氣燃料電池原理如圖所示，下列說法錯誤的是()A.隨著反應的進行，氧化物電解質(zhì)的量不斷減少B.負極的電極反應式為C＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2↑C.電極X為負極，O2－向X極遷移D.直接煤－空氣燃料電池的能量效率比煤燃燒發(fā)電的能量效率高答案：A解析：氧化物電解質(zhì)的量不會減少，在電極Y上O2得到電子生成O2－不斷在補充，A項錯誤；由原理圖分析可知，其負極反應式為C＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2↑，B項正確；原電池內(nèi)部的陰離子向負極移動，C項正確；直接煤－空氣燃料電池是把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，而煤燃燒發(fā)電是把化學能轉(zhuǎn)化為熱能，再轉(zhuǎn)化為電能，其中能量損耗較大，D項正確。3．(2020?新課標Ⅱ卷)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是()A．Ag為陽極 B．Ag+由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價升高 D．總反應為：WO3+xAg=AgxWO3答案：C解析：從題干可知，當通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈現(xiàn)藍色，說明通電時，Ag電極有Ag+生成然后經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，說明Ag電極為陽極，透明導電層時陰極，故Ag電極上發(fā)生氧化反應，電致變色層發(fā)生還原反應。A項，通電時，Ag電極有Ag+生成，故Ag電極為陽極，故A項正確；B項，通電時電致變色層變藍色，說明有Ag+從Ag電極經(jīng)固體電解質(zhì)進入電致變色層，故B項正確；C項，過程中，W由WO3的+6價降低到AgxWO3中的+(6-x)價，故C項錯誤；D項，該電解池中陽極即Ag電極上發(fā)生的電極反應為：xAg-xe-=xAg+，而另一極陰極上發(fā)生的電極反應為：WO3+xAg++xe-=AgxWO3，故發(fā)生的總反應式為：xAg+WO3=AgxWO3，故D項正確；故選C。4．(2020?天津卷)熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應用前景的儲能電池。下圖中的電池反應為2Na+xSNa2Sx(x=5~3，難溶于熔融硫)，下列說法錯誤的是()A．Na2S4的電子式為B．放電時正極反應為2Na++xS+2e-=Na2SxC．Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D．該電池是以Na—β—A為隔膜的二次電池答案：C解析：根據(jù)電池反應：2Na+xSNa2Sx可知，放電時，鈉作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應為：Na-e-=Na+，硫作正極，發(fā)生還原反應，電極反應為2Na++xS+2e-=Na2Sx。A項，Na2S4屬于離子化合物，4個硫原子間形成三對共用電子對，電子式為，故A正確；B項，放電時發(fā)生的是原電池反應，正極發(fā)生還原反應，電極反應為：2Na++xS+2e-=Na2Sx，故B正確；C項，放電時，Na為電池的負極，正極為硫單質(zhì)，故C錯誤；D項，放電時，該電池是以鈉作負極，硫作正極的原電池，充電時，是電解池，Na—β—A為隔膜，起到電解質(zhì)溶液的作用，該電池為二次電池，故D正確；故選C。5．(2020?江蘇卷)(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負極電極反應式為_____________；放電過程中需補充的物質(zhì)A為_________(填化學式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，其反應的離子方程式為_______________。答案：(2)①HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3-+H2OH2SO4②2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3-解析：(2)①左側(cè)為負極，堿性環(huán)境中HCOOˉ失電子被氧化為HCO3-，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可得電極反應式為HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3-+H2O；電池放電過程中，鉀離子移向正極，即右側(cè)，根據(jù)圖示可知右側(cè)的陰離子為硫酸根，而隨著硫酸鉀不斷被排除，硫酸根逐漸減少，鐵離子和亞鐵離子進行循環(huán)，所以需要補充硫酸根，為增強氧氣的氧化性，溶液最好顯酸性，則物質(zhì)A為H2SO4；②根據(jù)裝置圖可知電池放電的本質(zhì)是HCOOH在堿性環(huán)境中被氧氣氧化為HCO3-，根據(jù)電子守恒和電荷守恒可得離子方程式為2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3-。考點四電解原理1．“五類”依據(jù)判斷電解池電極判斷依據(jù)電極電極材料電極反應電子流向離子移向電極現(xiàn)象陽極與電源正極相連氧化反應流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負極相連還原反應流入陽離子移向電極增重或pH增大2．電解池電極反應式的書寫模式：3．電解原理的應用(1)電解飽和食鹽水。陽極反應式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應)陰極反應式：2H2O＋2e－=H2↑+2OH-(還原反應)總反應方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑離子反應方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)應用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽極：鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)。陰極：碳鋼網(wǎng)。陽離子交換膜：①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過。②將電解槽隔成陽極室和陰極室。(2)電解精煉銅(3)電鍍銅(4)電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽極、陰極反應式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al4．有關(guān)電化學計算的三大方法(1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)5．常見膜化學：(1)膜的作用：陽離子交換膜允許陽離子通過，不允許陰離子通過；陰離子交換膜允許陰離子通過，不允許陽離子通過；質(zhì)子交換膜允許質(zhì)子通過而避免不同電極區(qū)域內(nèi)某些離子間的反應。(2)陰、陽離子交換膜的判斷①看清圖示，是否在交換膜上標注了陰、陽離子，是否標注了電源的正、負極，是否標注了電子流向、電荷流向等，明確陰、陽離子的移動方向。②根據(jù)原電池、電解池中陰、陽離子的移動方向，結(jié)合題意中給出的制備、電解物質(zhì)等信息，找出物質(zhì)生成或消耗的電極區(qū)域、確定移動的陰、陽離子，從而推知離子交換膜的種類。典例精講典例精講考法一電解原理【典例1】用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)以FePO4(不溶于水)的形式除去，其裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的POeq\o\al(3－,4)除去B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應C.電解過程中Y極周圍溶液的pH減小D.電解時廢水中會發(fā)生反應：4Fe2＋＋O2－4H＋＋4POeq\o\al(3－,4)=4FePO4↓＋2H2O解析：根據(jù)題意分析，X電極材料為鐵，Y電極材料為石墨；若X、Y電極材料連接反了，鐵就不能失電子變?yōu)殡x子，也就不能生成FePO4，A項錯誤；Y電極材料為石墨，該電極附近發(fā)生還原反應，B項錯誤；電解過程中Y極反應：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，H＋濃度減少，溶液的pH變大，C項錯誤；鐵在陽極失電子變?yōu)镕e2＋，通入的氧氣把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與POeq\o\al(3－,4)反應生成FePO4，D項正確。答案：D考法二電極方程式的書寫【典例2】一種生物電化學方法脫除水體中NHeq\o\al(＋,4)的原理如下圖所示：下列說法正確的是()A.裝置工作時，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.裝置工作時，a極周圍溶液pH降低C.裝置內(nèi)工作溫度越高，NHeq\o\al(＋,4)脫除率一定越大D.電極b上發(fā)生的反應之一是：2NOeq\o\al(－,3)－2e－=N2↑＋3O2↑解析：A項，該反應為電解裝置，將電能轉(zhuǎn)化為化學能，錯誤；B項，a極發(fā)生反應之一：NHeq\o\al(＋,4)－8e－＋2H2O=NOeq\o\al(－,2)＋8H＋，c(H＋)增大，正確；C項，溫度升高，細菌蛋白質(zhì)變性，錯誤；D項，b極發(fā)生反應之一為：2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O，錯誤。答案：B考法三電解反應原理的應用【典例3】(2020?浙江1月選考)在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列說法不正確的是()離子交換膜A．電極A為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣B．離子交換膜為陽離子交換膜C．飽和NaCl從a處進，NaOH溶液從d處出D．OH-遷移的數(shù)量等于導線上通過電子的數(shù)量解析：氯堿工業(yè)中的總反應為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應，氯堿工業(yè)中Cl2為氧化產(chǎn)物，所以電極A為陽極，電極B為陰極。A項，根據(jù)分析可知電極A為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣，故A正確；B項，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極：2H++2e-═H2↑；為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應，氫氧化鈉要從b口流出，所以要防止OH-流向陽極即電極A，該離子交換膜為陽離子交換膜，故B正確；C項，根據(jù)B選項的分析可知飽和NaCl從a處進，NaOH溶液從d處出，故C正確；D項，根據(jù)總反應方程式可知當反應中轉(zhuǎn)移4mol電子時，生成2molOH-，故D錯誤；故選D。答案：D考法四電解的膜化學原理【典例4】(2020?山東卷)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是()A．陽極反應為2H2O-4e-=4H++O2↑B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應的O2等量解析：a極析出氧氣，氧元素的化合價升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，氧元素的化合價降低，被還原，做電解池的陰極。A項，依據(jù)分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型的電解，所以陽極的反應式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正確，但不符合題意；B項，電解時陽極產(chǎn)生氫離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)子交換膜移向陰極，所以電解一段時間后，陽極室的pH值不變，故B正確，但不符合題意；C項，有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D項，電解時，陽極的反應為：2H2O-4e-=4H++O2↑，陰極的反應為：O2+2e-+2H+=H2O2，總反應為：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b極消耗的氧氣，故D錯誤，符合題意；故選D。答案：D解題技巧電解池中電極反應式的書寫方法(1)書寫步驟①首先注意陽極是活性材料還是惰性材料。②分析確定溶液中所有陰陽離子并清楚放電順序。③根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物。④根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應式中是否有H＋、OH－或H2O參與；最后配平電極反應式。(2)介質(zhì)對電極反應式的影響①在電解池電極方程式中，如果是H＋或OH－放電，則電解質(zhì)溶液的酸堿性對電極反應式?jīng)]有影響。②酸性溶液反應物或生成物中均沒有OH－。③堿性溶液反應物或生成物中均沒有H＋。(3)電極產(chǎn)物的溶解性對電極反應式的影響。電解MgCl2溶液時的陰極反應式應為：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑?？偡磻x子方程式為：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把電解MgCl2溶液的離子方程式寫成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽視了生成難溶的Mg(OH)2。練習1．同學將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是()選項ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子答案：B解析：電子從電源的負極流出，故a是陰極，d是正極，溶液中陽離子移向陰極。2．(2020?浙江7月選考)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO?放電可得到R?R(烷烴)。下列說法不正確的是()A．電解總反應方程式：2RCOONa＋2H2OR?R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOHB．RCOO?在陽極放電，發(fā)生氧化反應C．陰極的電極反應：2H2O＋2e?eq\o(=)2OH?＋H2↑D．電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷答案：A解析：A項，因為陽極RCOO-放電可得到R-R(烷烴)和產(chǎn)生CO2，在強堿性環(huán)境中，CO2會與OH-反應生成CO32-和H2O，故陽極的電極反應式為2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2，同時生成OH-，陰極的電極反應式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而電解總反應方程式為2RCOONa+2NaOHR-R+2Na2CO3+H2↑，故A說法不正確；B項，RCOO-在陽極放電，電極反應式為2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，-COO-中碳元素的化合價由+3價升高為+4價，發(fā)生氧化反應，烴基-R中元素的化合價沒有發(fā)生變化，故B說法正確；C項，陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2，同時生成OH-，陰極的電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C說法正確；D項，根據(jù)題中信息，由上述電解總反應方程式可以確定下列反應能夠發(fā)生：2CH3COONa+2NaOHCH3-CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOHCH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOHCH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此，電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D說法正確。故選A。3．可從鉛蓄電池中回收鉛，實現(xiàn)鉛的再生。在工藝中得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液后生成Pb，如圖所示。下列說法不正確的是()A.陽極區(qū)會有氣泡冒出，產(chǎn)生O2B.一段時間后，陽極附近pH明顯增大C.陰極的電極反應方程式為PbCleq\o\al(2－,4)＋2e－=Pb＋4Cl－D.Na2PbCl4濃度下降后可在陰極區(qū)加入PbO，實現(xiàn)電解液的繼續(xù)使用答案：B解析：陽極2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，陽極區(qū)會有氣泡冒出，產(chǎn)生O2，A項正確；陽極2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，一段時間后，陽極附近氫離子濃度增大，pH明顯減小，B項錯誤；陰極的電極反應是發(fā)生還原反應，元素化合價降低，陰極的電極反應方程式為PbCleq\o\al(2－,4)＋2e－=Pb＋4Cl－，C項正確；陰極電解一段時間后溶液為HCl和NaCl的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液”繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品可恢復其濃度且實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，D項正確。4．ClO2是一種高效安全的殺菌消毒劑。用氯化鈉電解法生成ClO2的工藝原理示意圖如下圖，發(fā)生器內(nèi)電解生成ClO2。下列說法正確的是()A.a氣體是氯氣，b氣體是氫氣B.氯化鈉電解槽內(nèi)每生成2mola氣體，轉(zhuǎn)移2mole－C.ClO2發(fā)生器中陰極的電極反應式為：2ClOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=Cl2↑＋6H2OD.為使a、b氣體恰好完全反應，理論上每生產(chǎn)1molClO2需要補充56L(標準狀況)b氣體答案：D解析：根據(jù)流程圖可知加入物質(zhì)為NaClO3和HCl，生成ClO2；發(fā)生氧化還原反應，NaClO3被還原生成ClO2，HCl被氧化生成Cl2，同時生成水，反應的化學方程式為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，故氣體b是氯氣，氣體a是氫氣，A項錯誤；氯化鈉電解槽內(nèi)每生成2mol氫氣，轉(zhuǎn)移4mole－，B項錯誤；ClO2發(fā)生器中陰極的電極反應式為：ClOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋e－=ClO2↑＋H2O，C項錯誤；根據(jù)2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，每生產(chǎn)1molClO2，需要1molNaClO3，同時生成0.5mol氯氣，根據(jù)電子守恒氯化鈉電解槽內(nèi)每生成1molNaClO3，同時生成3mol氫氣，為使a、b氣體恰好完全反應，理論上每生產(chǎn)1molClO2需要補充氯氣2．5mol，D項正確?？键c五金屬的腐蝕與防護1．金屬腐蝕兩種類型比較(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－負極反應Fe－2e－=Fe2＋其他反應Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹(2)腐蝕快慢的比較①一般來說可用下列原則判斷：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕；②對同一金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中；③活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快；④對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕的速率越快。2．兩種保護方法(1)加防護層如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬或生成一層致密的薄膜。(2)電化學防護①犧牲陽極的陰極保護法——原電池原理：正極為被保護的金屬，負極為比被保護的金屬活潑的金屬；②外加電流的陰極保護法——電解原理：陰極為被保護的金屬，陽極為惰性電極。典例精講典例精講考法一金屬的腐蝕原理【典例1】(2019?江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應式為Fe?3e?=Fe3+B．鐵腐蝕過程中化學能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕解析：A項，該裝置中發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e作負極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，電極反應式為Fe﹣2e﹣═Fe2+，故A錯誤；B項，鐵腐蝕過程發(fā)生電化學反應，部分化學能轉(zhuǎn)化為電能，放熱，所以還存在化學能轉(zhuǎn)化為熱能的變化，故B錯誤；C項，F(xiàn)e、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e易失電子被腐蝕，加速Fe的腐蝕，故C正確；D項，弱酸性或中性條件下鐵腐蝕吸氧腐蝕，水代替NaCl溶液，溶液仍然呈中性，F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯誤；故選C。答案：C考法二金屬的腐蝕原因探究【典例1】某同學利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護條件。(已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液呈藍色)。下列說法不合理的是()A．①區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕B．②區(qū)Cu電極附近滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕C．③區(qū)Zn電極的電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被保護D．④區(qū)Zn電極的電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，F(xiàn)e被腐蝕解析：①區(qū)發(fā)生吸氧腐蝕，Cu為正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，Cu電極上不產(chǎn)生氣泡，A項錯誤；②區(qū)Cu為陰極，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Cu電極附近溶液堿性增強，滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e為陽極，被腐蝕，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，B項正確；③區(qū)Zn為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e為正極，得到保護，C項正確；④區(qū)Zn為陰極，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，F(xiàn)e做陽極，被腐蝕，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍色，D項正確。答案：A考法三金屬的防護【典例3】(2020?江蘇卷)將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應式為B．金屬M的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快解析：A項，陰極的鋼鐵設(shè)施實際作原電池的正極，正極金屬被保護不失電子，故A錯誤；B項，陽極金屬M實際為原電池裝置的負極，電子流出，原電池中負極金屬比正極活潑，因此M活動性比Fe的活動性強，故B錯誤；C項，金屬M失電子，電子經(jīng)導線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護，故C正確；D項，海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導電性越強，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯誤；故選C。答案：C解題技巧判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。練習1．金屬的腐蝕除化學腐蝕和普通的電化學腐蝕外，還有“氧濃差腐蝕”，如在管道或縫隙等處的不同部位氧的濃度不同，在氧濃度低的部位是原電池的負極。下列說法正確的是()A．純鐵的腐蝕屬于電化學腐蝕B．鋼鐵吸氧腐蝕時，負極的電極反應式為Fe－3e－=Fe3＋C．海輪在浸水部位鑲一些銅錠可起到抗腐蝕作用D．在圖示氧濃差腐蝕中，M極處發(fā)生的電極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案：D解析：純鐵發(fā)生腐蝕時，沒有正極材料，不能構(gòu)成原電池，所以發(fā)生化學腐蝕，A錯誤；鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，負極的電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，B錯誤；銅不如鐵活潑，銅、鐵在海水中形成原電池，F(xiàn)e作負極，加快了海輪的腐蝕，C錯誤；因氧濃度低的部位是原電池的負極，由圖示可知，M處O2濃度高，該處O2得到電子，其電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D正確。2．在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^下列裝置所示實驗進行探究。下列說法正確的是()A.按圖Ⅰ裝置實驗，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，可采用酒精燈加熱具支試管的方法B.圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵C.鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖Ⅲ裝置進行探究，Cl－由活性炭區(qū)向鋁箔表面遷移，并發(fā)生電極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑D.圖Ⅲ裝置的總反應為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑答案：D解析：具支試管內(nèi)氣體受熱壓強增大，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，A項錯誤；在鐵腐蝕的原電池反應中，鐵作負極，B項錯誤；負極電極反應式為Al－3e－=Al3＋，正極電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，總反應方程式為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑，C項錯誤，D項正確。3．下列說法中錯誤的是()A.地下鋼鐵管道用導線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕B.鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕C.若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕D.鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹答案：C解析：A項，鋼鐵管道連鋅，鋅作負極，鋼鐵管道作正極，受到保護，此方法為犧牲陽極的陰極保護法，正確；B項，犧牲陽極的陰極保護法為原電池原理，外加電流的陰極保護法為電解原理，正確；C項，鐵－銅構(gòu)成原電池，鐵為負極，加快鐵的腐蝕，錯誤；D項，鍍層受損后，鐵暴露出來，鐵、銅與雨水構(gòu)成原電池，鐵作負極，加快了鐵的腐蝕，正確。4．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生產(chǎn)關(guān)系密切。下圖是實驗