2024届高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题七化学反应与能量变化课件

这是一份2024届高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题七化学反应与能量变化课件，共60页。PPT课件主要包含了高考调研明晰考向，答案C，答案D，答案B，答案＋908，核心整合热点突破，答案A，答案CD等内容，欢迎下载使用。

专题七　化学反应与能量变化
1．(2023·广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(　　)
A．电解总反应：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB．每生成1 ml NH3·H2O，双极膜处有9 ml的H2O解离C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
2．(2023·新课标卷)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　) A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2OD．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O
解析：由题中信息可知，该电池放电时Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。由题信息可知，放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A项正确；Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B项正确；电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5· nH2O=== xZn＋V2O5＋nH2O，C项不正确；充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D项正确。故选C。
3．(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．析氢反应发生在IrOxTi电极上B．Cl－从Cu电极迁移到IrOxTi电极C．阴极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．每转移1 ml电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
解析：由题图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOxTi电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e—===O2↑＋4H＋，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=== C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。据此分析解答。析氢反应为还原反应，
应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A项错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，故B项错误；由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C项正确；水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每转移1 ml电子，生成0.25 ml O2，在标准状况下体积为5.6 L，故D项错误。故选C。
(1)热化学方程式的书写及其正误判断。(2)反应热的计算及大小比较。(3)电极反应式的书写。(4)离子、电子的移动方向。(5)金属的腐蚀与防护。
1．下列说法或表示方法正确的是(　　)A．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·ml－1B．等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，后者放出热量多C．根据中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，可知将含0.5 ml H2SO4的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量一定等于57.3 kJD．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·ml－1可知，石墨比金刚石稳定
解析：热化学反应方程式中反应热的数值要与系数一致，则2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，A项错误；等量气态白磷的总能量高于固态白磷的，所以气态白磷燃烧放出的热量多，B项错误；中和热是在常温常压下，稀溶液中H＋和OH—反应生成1 ml水时所放出的热量。题中没有指明H2SO4是浓溶液还是稀溶液，所以C项不一定正确；选项D中反应是吸热反应，因此石墨的能量低于金刚石的能量，依据能量越低越稳定原理，石墨比金刚石稳定，D项正确。故选D。
2．(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　　)A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能
解析：根据题干信息可知，放电时总反应为4Na＋3CO2===2Na2CO3＋C。放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na＋，A项错误；放电时正极为CO2得到电子生成C，B项正确；放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，C项错误；放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，D项错误。故选B。
3．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是(　　)A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量
4．镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是(　　)A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变
5．(2021·湖南卷节选)氨中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨得到氢气。方法：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝__________kJ·ml－1。
解析：根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能可得，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝390.8 kJ·ml－1×3×2－(946 kJ·ml－1＋436.0 kJ·ml－1×3)＝＋90.8 kJ·ml－1。
6．甲醇燃料电池可使甲醇作燃料时的能量转化更高效，某种甲醇燃料电池的工作原理如图所示，其电极反应如下：2CH3OH＋2H2O－12e－===12H＋＋2CO2，3O2＋12H＋＋12e－===6H2O。
(1)电极A的名称是________(填“正极”或“负极”)；甲醇从________(填“b”或“c”)处通入。
(2)甲醇燃料电池供电时的总反应方程式为_________________________________________________________________________________________________。(3)当该装置消耗64 g甲醇时，转移电子的数目为______________________；若这部分电子全部用于电解水，理论上可产生标准状况下氢气________L。
考点一　反应热1．反应热(1)反应热的计算：①ΔH＝生成物总能量－反应物总能量。②ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和。③应用盖斯定律计算反应热。(2)反应热的单位：kJ·ml－1。(3)放热反应和吸热反应：ΔH>0，反应吸热；ΔH<0，反应放热。2．燃烧热反应条件：25 ℃、101 kPa；可燃物的物质的量：1 ml；反应程度：完全燃烧，生成稳定的氧化物。
3．中和热反应本质：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；溶液浓度：稀溶液，稀释过程中不会产生热效应；生成物的物质的量：1 ml H2O(l)。
1．热化学反应方程式的书写
2．反应热的计算——盖斯定律(1)盖斯定律。由上图可得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(2)叠加法。
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
反应热的计算方法(1)ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。(2)ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)。(3)热化学反应方程式书写中容易出现的错误：①未标明反应物或生成物的状态。②反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号。③漏写ΔH的单位，或者将ΔH的单位写为kJ。④反应热的数值与方程式的计量数不对应。⑤对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 ml可燃物或生成1 ml H2O(l)。
1．(2022·浙江卷)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1。下列说法不正确的是(　　)A．H2的键能为436 kJ·ml－1B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：HOO解析：根据表格中的数据可知，H2的键能为218×2＝436 (kJ·ml－1)，A项正确；由表格中的数据可知O2的键能为249×2＝498 (kJ·ml－1)，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B项正确；由HOO===HO＋O可知，解离HOO中氧氧单键需要的能量为249＋39－10＝278 (kJ·ml－1)，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1，C项错误；由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136－249－(－242)＝－143 kJ·ml－1，D项正确。故选C。
2．某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)A．反应①的活化能E1＝－177 kJ·ml－1B．该反应过程中，反应速率由反应②决定C．总反应的热化学方程式为C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋346 kJ·ml－1D．增大C2H6(g)的浓度，可以增大活化分子百分数，增大化学反应速率
解析：由题图可知，活化能E1＝－300 kJ·ml－1－(－477 kJ·ml－1)＝＋177 kJ·ml－1，A项错误；慢反应控制总反应速率，反应②的活化能E2＝＋210 kJ·ml－1>E1，故反应速率由反应②决定，B项正确；总反应的ΔH＝－300 kJ·ml－1－(－477 kJ·ml－1)＝＋177 kJ·ml－1，热化学方程式为C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋177 kJ·ml－1，C项错误；增大反应物浓度，可增大活化分子的数目，但活化能不变，活化分子百分数不变，增大浓度可增大反应速率，D项错误。故选B。
解析：环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1<0，ΔH2<0，A项不正确；苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，苯与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B项不正确；环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，ΔH1<0，ΔH2<0，由于1 ml 1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，ΔH1>ΔH2。苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4>0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，C项正确；根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH2＝ΔH3－ΔH4，D项不正确。故选C。
4．(2023·永州统考)C(s)与O2(g)生成CO2(g)的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．CO的燃烧热的ΔH＝－283.0 kJ·ml－1B．ΔH＝－110.5 kJ·ml－1C．1 ml金刚石与石墨完全燃烧放出的热量均为393.5 kJD．根据上图推出C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·ml－1
解析：由题图可知，1 ml一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳反应的焓变为－283.0 kJ·ml－1，则一氧化碳的燃烧热为ΔH＝－283.0 kJ·ml－1，故A项正确；由盖斯定律可知，碳与氧气反应生成一氧化碳的焓变ΔH＝(－393.5 kJ·ml－1)－(－283.0 kJ·ml－1)＝－110.5 kJ·ml－1，故B项正确；金刚石与石墨的能量不同，所以1 ml金刚石与石墨完全燃烧放出的热量不可能均为393.5 kJ，故C项错误；由题图可知，碳与氧气生成二氧化碳的反应的焓变为ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1，由选项B的分析可知，碳与氧气反应生成一氧化碳的焓变ΔH＝－110.5 kJ·ml－1，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳的反应焓变为ΔH＝(－110.5 kJ·ml－1)×2－(－393.5 kJ·ml－1)＝＋172.5 kJ·ml－1，则碳与二氧化碳反应生成一氧化碳的热化学方程式为C(g)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·ml－1，故D项正确。故选C。
5．(2023·丽水、湖州、衢州三地市高三质检)在298 K和100 kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别如下表。此条件下，对于反应C(石墨)=== C(金刚石)，下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH＜0，ΔS＜0B．由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝985.29 kJ·ml－1C．金刚石比石墨稳定D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
解析：根据燃烧热的定义可知：C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.40 kJ·ml－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·ml－1，反应C(石墨)===C(金刚石)的ΔH＝(－393.51 kJ·ml－1)－(－395.40 kJ·ml－1)＝＋1.89 kJ·ml－1＞0，ΔS＝S(金刚石)－S(石墨)＝2.4 J·K－1·ml－1－5.7 J·K－1·ml－1＝－3.3 J·K－1·ml－1＜0，A项错误；由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝1.89 kJ·ml－1－298 K×(－3.3 J·K－1·ml－1)＝2.873 4 kJ·ml－1，B项错误；由A选项可知，反应C(石墨)===C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C项错误；由于金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)===C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变；故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D项正确。故选D。
6．(2023·广州第二中学校考模拟预测)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)A．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·ml－1，则H2的标准燃烧热为－241.8 kJ·ml－1B．若C(石墨；s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·ml－1，则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔHl；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔHl>ΔH2
解析：燃烧热是在25 ℃、101 kPa下用1 ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物来进行测定的，因为题给方程式中水的状态不是液态，所以不能确定氢气的燃烧热数值，故A项错误；物质的能量越低越稳定，因为石墨转化为金刚石为吸热反应，可知石墨的能量低于金刚石的能量，所以石墨比金刚石稳定，故B项正确；中和热是指稀的强酸与强碱溶液发生中和反应生成1 ml水时放出的热量，而氢氧化钠固体溶于水时会放出大量的热，所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和时，放出的热量大于28.7 kJ，故C项错误；ΔH1为碳单质完全燃烧时的反应热，ΔH2为碳单质不完全燃烧时的反应热，燃烧反应为放热反应所以ΔH均为负数，所以ΔH1小于ΔH2，故D项错误。故选B。
考点二　原电池工作原理和化学电源1．新型化学电源分析。2．电解原理与工业技术。3．“交换膜”技术在电化学装置中的应用。4．新型化学电源电极反应方程式的书写。
电极方程式的书写(1)遵守三个守恒：质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。(2)电解质的性质：H2通入负极，酸作电解质时，H2－2e－===2H＋；碱作电解质时，H2－2e－＋2OH－===2H2O。(3)不含水的电池体系中：O2＋4e－===2O2—。
1．(2023·山东卷)(双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是(　　)
A．甲室Cu电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
解析：向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨形成[Cu(NH3)4]2＋，因此甲室Cu电极为负极，故A项错误；在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B项错误；左侧负极是Cu－2e－＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，正极是Cu2＋＋2e－===Cu，则电池总反应为Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，故C项正确；NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D项正确。故选CD。
2．(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)
3．(2022·广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(　　)A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等
解析：根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3＋得电
子生成Al单质，从而实现Al的再生，据此分析解答。阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2＋，A项错误；Al在阳极上被氧化生成Al3＋，B项错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C项正确；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D项错误。故选C。
4．(2022·湖南卷)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(　　)A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂—海水电池属于一次电池
解析：锂海水电池的总反应为4Li＋2H2O＋O2===4LiOH，M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。据此分析解答。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A项正确；由上述分析可知，N为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B项错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C项正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D项正确。故选B。
5．(2022·辽宁卷)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　)A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1 ml电子，理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－===Cl2。据此分析解答。放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，故A项正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B项错误；放电时每转移1 ml电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 ml Cl2，故C项错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D项错误。故选A。
6．(2023·广东统考一模)我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
考点三　电解池工作原理及应用1．电解池工作原理
2．电解产物的判断(1)阳极产物的判断：金属(Au、Pt除外)作阳极时，金属失电子生成阳离子，如Fe－2e－===Fe2＋；惰性电极作阳极时，由溶液中阴离子还原性强弱决定，阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
(2)阴极产物的判断：直接由阳离子放电顺序进行判断：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋，注意当溶液中Fe3＋放电时，生成物是Fe2＋，而不是单质Fe，Fe3＋＋e－===Fe2＋。3．电解类型的确定(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐作电解质，如H2SO4、NaOH、NaNO3。(2)电解质型：无氧酸(HF除外)，不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)作电解质，如CuCl2。(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)作电解质，如NaCl。(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO4、AgNO3。
4．电化学原理的应用(1)电化学装置的设计。(2)增大氧化还原反应速率。5．常见的膜化学(1)膜的作用。阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。(2)阴、阳离子交换膜的判断方法。①看清图示，是否在交换膜上标注了阴、阳离子，是否标注了电源的正、负极，是否标注了电子流向、电荷流向等，明确阴、阳离子的移动方向。
②根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向，结合题意中给出的制备、电解物质等信息，找出物质生成或消耗的电极区域、确定移动的阴、阳离子，从而推知离子交换膜的种类。
1．电极方程式的书写，书写电极方程式一定要结合题中所给条件(如电极材料、溶液的性质、是否有选择透过性膜)进行。2．电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
3．离子交换膜的应用。
(2023·浙江卷)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　)
A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
解析：电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A项正确；电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B项错误；右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C项正确；改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D项正确。故选B。
1．“五类”依据判断原电池电极
2.“三步”突破原电池电极反应式的书写第一步：分析氧化还原反应。根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正、负极反应物质及电子得失数目。第二步：注意电解质溶液环境。分析电解质溶液的酸、碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式。第三步：合并正、负电极反应。先调整两极反应式，使得失电子数目相等，再叠加两极反应式消去电子，得出总反应式。
3.可充电电池原理示意图
4.“五类”依据判断电解池电极
5.电解池电极反应式的书写模式
6．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
1．(2023·浙江卷)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(　　)A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动
解析：由题图可知，在外加电源下，石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－。据此分析解答。在外加电源下，石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，A项错误；电极A的电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2－，B项错误；根据题图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl－参与反应，C项正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D项错误。故选C。
2．(2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是(　　) A．b端电势高于a端电势B．理论上转移2 ml e－生成4 g H2C．电解后海水pH下降D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
解析：本题的无隔膜电解海水装置的电极上添加了新材料PRT。无隔膜，意味着电解后两极产物可充分混合反应。PRT高选择性催化剂可抑制O2产生，结合PRT侧物质转化可知，左侧电极产物为HClO，即Cl－被氧化为HClO，a为电源正极，右侧电极产物为H2，即H2O电离出的H＋被还原为H2，b为电源负极。据此分析解答。a为正极、b为负极，a端电势高于b端电势，故A项错误；阳极发生的电极反应为Cl－－2e－＋H2O===HClO＋H＋，阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，每转移2 ml电子生成1 ml H2和1 ml HClO，H2的质量为2 g，故B项错误，D项正确；电解后两极产物因无隔膜而反应，生成ClO－，溶液pH上升，故C项错误。故选D。
3．(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x ml·h－1。下列说法错误的是(　　) A．b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2x ml·h－1
解析：由题图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电池总反应为2H2O===2H2↑＋O2↑，据此分析解答。b电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A项正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B项正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水分子可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C项正确；由电解总反应可知，每生成1 ml H2要消耗1 ml H2O，生成H2的速率为x ml·h－1，则补水的速率也应是x ml·h－1，故D项错误。故选D。
4．(2021·广东卷)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(　　)
5．(2022·海南卷)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是(　　)A．在b电极上，N2被还原B．金属Ag可作为a电极的材料C．改变工作电源电压，反应速率不变D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
解析：由装置可知，b电极的N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－＋4e－===O2，据此分析解答。由分析可得，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，即N2被还原，A项正确；a为阳极，若金属Ag作a电极的材料，则金属Ag优先失去电子，B项错误；改变工作电源的电压，反应速率会增大，C项错误；电解过程中，阴极电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，阳极电极反应式为2O2－＋4e－===O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会改变，D项错误。故选A。
6．(2022·广东卷)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉KI溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
解析：镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会