2022届高考化学人教版二轮专题复习学案-专题五化学反应与能量.docx

备考要点1.了解焓变的概念，掌握盖斯定律的内容，学会能垒图像的分析与应用。2.掌握原电池、电解池的工作原理及应用。3.了解金属腐蚀的种类，金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。考点一化学能与热能1从两种角度理解化学反应热反应热图示图像分析微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的能量；b表示生成新化学键放出的能量；c表示反应热a表示反应物的活化能；b表示活化分子形成生成物释放的能量；c表示反应热H的计算HH(生成物)H(反应物)HE(反应物键能)E(生成物键能)2.热化学方程式书写易出现的错误(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。(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，从而导致错误。(3)漏写H的单位，或者将H的单位写为kJ，从而造成错误。(4)反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。提醒对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如：S(单斜，s)O2(g)=SO2(g)H1297.16 kJ·mol1S(正交，s)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJ·mol1S(单斜，s)=S(正交，s)H30.33 kJ·mol13燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)均为放热反应，H<0，单位为kJ·mol1。(2)燃烧热概念理解的三要点：外界条件是25 、101 kPa；反应的可燃物是1 mol；生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。(3)中和热概念理解三要点：反应物酸、碱是强酸、强碱；溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；生成物液态水是1 mol。4盖斯定律的答题模板叠加法步骤1“倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错。步骤2“乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要乘以某个倍数。步骤3“加”上面的两个步骤做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加。1正误判断，正确的打“”，错误的打“×”(1)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能(×)(2)催化剂能改变反应的焓变(×)(3)催化剂能降低反应的活化能()(4)同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同(×)(5)500 、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol1(×)2填空：常见1 mol物质中化学键数目：物质金刚石硅SiO2化学键CCSiSiSiO化学键数/mol物质CO2CH4S8化学键C=OCHSS化学键数/mol答案2242483(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：H2(g)已知：化学键CHCCC=CHH键能/(kJ·mol1)412348612436计算上述反应的H_kJ·mol1。答案124解析设“”部分的化学键键能为a kJ·mol1，则H(a348412×5) kJ·mol1(a612412×3436) kJ·mol1124 kJ·mol1。(2)已知反应2HI(g)H2(g)I2(g)的H11 kJ·mol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。答案299解析形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ151 kJ587 kJ能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量，则有2a58711，得a299。另解：H2E(HI)E(HH)E(II)，2E(HI)HE(HH)E(II)11 kJ·mol1436 kJ·mol1151 kJ·mol1598 kJ·mol1，则E(HI)299 kJ·mol1。4利用热化学方程式进行H的计算：如：已知2 000 时，有下列热化学反应：CaO(s)C(s)Ca(g)CO(g)H1a kJ·mol1Ca(g)2C(s)=CaC2(s)H2b kJ·mol1CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H3c kJ·mol12CaO(s)CaC2(s)3Ca(g)2CO(g)H4则H4_kJ·mol1(用含a、b、c的代数式表示)。答案2ab12021·湖南，16(1)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法.氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键NNHHNH键能E/(kJ·mol1)946436.0390.8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)H_ kJ·mol1。答案90.8解析根据反应热反应物的总键能生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)3H2(g)，H390.8 kJ·mol1×3×2(946 kJ·mol1436.0 kJ·mol1×3)90.8 kJ·mol1。2.2021·全国甲卷，28(1)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H141 kJ·mol1CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H290 kJ·mol1总反应的H_kJ·mol1；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号)，判断的理由是_。答案49AH1为正值，H2和H为负值，反应的活化能大于反应的活化能解析根据盖斯定律可知，可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H(41 kJ·mol1)(90 kJ·mol1)49 kJ·mol1；总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应为慢反应，因此反应的活化能高于反应，同时反应的反应物总能量低于生成物总能量，反应的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。32021·广东，19(1)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(a)CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H1(b)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2(c)CH4(g)C(s)2H2(g)H3(d)2CO(g)CO2(g)C(s)H4(e)CO(g)H2(g)H2O(g)C(s)H5根据盖斯定律，反应a的H1_(写出一个代数式即可)。答案H2H3H5(或H3H4)解析根据题目所给出的反应方程式关系可知，abcecd，根据盖斯定律则有H1H2H3H5H3H4。42021·河北，16(1)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 时，相关物质的燃烧热数据如表：物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃烧热H/(kJ·mol1)285.8393.53 267.5则25 时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_。答案6C(石墨，s)3H2(g)=C6H6(l)H49.1 kJ·mol1解析根据表格中燃烧热数据可知，存在反应C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ·mol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJ·mol1，C6H6(l)O2(g)=6CO2(g)3H2O(l)H33 267.5 kJ·mol1，根据盖斯定律，×6×3得反应：6C(石墨，s)3H2(g)=C6H6(l)H(393.5 kJ·mol1)×6(285.8 kJ·mol1)×3(3 267.5 kJ·mol1)49.1 kJ·mol1。52020·全国卷，28(1)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJ·mol1。回答下列问题：钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_。答案2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJ·mol1解析据图写出热化学方程式：V2O4(s)2SO3(g)=2VOSO4(s)H1399 kJ·mol1；V2O4(s)SO3(g)=V2O5(s)SO2(g)H224 kJ·mol1；由×2可得：2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s)HH12H2(399 kJ·mol1)(24 kJ·mol1)×2351 kJ·mol1。62019·全国卷，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJ·mol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJ·mol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJ·mol1。答案89.3解析根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H2(100.311.0)kJ·mol189.3 kJ·mol1。72017·全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量H2所需能量较少的是_。答案H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJ·mol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJ·mol1系统()解析将题给四个热化学方程式由上至下依次编号为、，根据盖斯定律，将可得，系统()制氢的热化学方程式：H2O(l)=H2(g)O2(g)HH1H2H3327 kJ·mol1151 kJ·mol1110 kJ·mol1286 kJ·mol1同理，将可得，系统()制氢的热化学方程式：H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4151 kJ·mol1110 kJ·mol161 kJ·mol120 kJ·mol1由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统()。1(2021·湖南师范大学附中月考)氮和碳的氧化物分别是造成大气污染、温室效应的主要物质。请回答下列问题：(1)2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程由两步基元反应组成，相关信息如下(E为活化能)：第一步：2NO(g)N2O2(g)E182 kJ·mol1；N2O2(g)2NO(g)E1205 kJ·mol1第二步：N2O2(g)O2(g)2NO2(g)E282 kJ·mol1；2NO2(g)N2O2(g)O2(g)E272 kJ·mol1则2NO(g)O2(g)2NO2(g)H_kJ·mol1。(2)相关物质的燃烧热、化学键的键能如表所示：物质H2COCH4燃烧热/(kJ·mol1)285.8283.0890.3化学键HHC=OCOHOCHNNNHE/(kJ·mol1)4367451 076463413946391CO2转化为CH4的反应CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(g)的H_kJ·mol1。CH4转化为合成气的反应CH4(g)H2O(l)=3H2(g)CO(g)的H_kJ·mol1。答案(1)113(2)270250.1解析(1)反应的焓变等于正反应的活化能逆反应的活化能，则第一步基元反应为2NO(g)N2O2(g)H182 kJ·mol1205 kJ·mol1123 kJ·mol1；第二步基元反应为N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H82 kJ·mol172 kJ·mol110 kJ·mol1，结合盖斯定律，得2NO(g)O2(g)2NO2(g)HH1H2123 kJ·mol110 kJ·mol1113 kJ·mol1。(2)CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(g)的H2E(C=O)4E(HH)4E(CH)4E(HO)(2×7454×4364×4134×463)kJ·mol1270 kJ·mol1。根据燃烧热写出如下热化学方程式：.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJ·mol1；.H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJ·mol1；.CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283.0 kJ·mol1。根据盖斯定律知3×得CH4(g)H2O(l)=3H2(g)CO(g)HH13H2H3(890.33×285.8283.0)kJ·mol1250.1 kJ·mol1。2(2021·西安联考)如图是发射卫星时用肼(N2H4)作燃料，用NO2作氧化剂(反应生成N2、水蒸气)和用F2作氧化剂(反应生成N2、HF)的反应原理。通过计算，可知原理和原理氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为_、_，消耗等量的N2H4(g)时释放能量较多的是原理_(填“”或“”)。答案N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H567.85 kJ·mol1N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H1 126 kJ·mol1解析根据题给信息可知N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H，结合盖斯定律，此反应可由×得出，所以HH2H1534 kJ·mol1×67.7 kJ·mol1567.85 kJ·mol1。同理可得N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H，此反应可由反应2×得出，所以HH22H3H4534 kJ·mol12×(538 kJ·mol1)(484 kJ·mol1)1 126 kJ·mol1。由所得两个热化学方程式可知，消耗等量N2H4(g)释放能量较多的是原理。考点二原电池原理及应用1构建原电池模型2原电池正、负极的判断方法说明：根据装置图中的电极反应类型判断电极类型时：某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断；存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断；对于电极反应为有机反应的，可将复杂有机物中的H、O等元素的化合价看作常规化合价(H为1价、O为2价等)，然后推断C的化合价及变化情况，进而确定反应类型；若其中一个电极反应较复杂，不好判断，则可从另一个电极反应上寻找突破口。(一)辨析“介质”书写电极反应式1按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质，如H2SO4溶液：负极：CH3OH6eH2O=CO26H。正极：O26e6H=3H2O。(2)碱性介质，如KOH溶液：负极：CH3OH6e8OH=CO6H2O。正极：O26e3H2O=6OH。(3)熔融盐介质，如K2CO3：负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O。正极：O26e3CO2=3CO。(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导O2：负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O。正极：O26e=3O2。碱性介质CCO其余介质CCO2酸性介质HH其余介质HH2O(二)明确“充、放电”书写电极反应式2镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。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：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2。负极：Cd2e2OH=Cd(OH)2。阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O。(三)识别“交换膜”提取信息，书写电极反应式3如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。负极：2H2O4e=O24H。正极：2CO24H4e=2HCOOH。4液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。负极：N2H44e4OH=N24H2O。正极：O24e2H2O=4OH。(四)辨析“复杂电极材料”书写电极反应式5某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。则：负极：_。正极：_。答案LixC6xe=xLiC6Li1xCoO2xexLi=LiCoO2锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCnxe=xLiCn正极反应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCnCnLiMO21(2020·全国卷，12)科学家近年发明了一种新型ZnCO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A放电时，负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)B放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC充电时，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2OD充电时，正极溶液中OH浓度升高答案D解析由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)，A项正确；放电时CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1 mol CO2转化为HCOOH时，转移电子数为2 mol，B项正确；由装置示意图可知充电时正极(阳极)产生O2，负极(阴极)产生Zn，C项正确；充电时正极(阳极)上发生反应2H2O4e=4HO2，OH浓度降低，D项错误。2(2020·全国卷，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB216OH11e=VO2B(OH)4H2O该电池工作时，下列说法错误的是()A负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VOD电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极答案B解析根据VB2电极发生的反应VB216OH11e=VO2B(OH)4H2O，判断得出VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，所以电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VO，C正确；负载通过0.04 mol电子时，有0.01 mol氧气参与反应，即标准状况下有0.224 L氧气参与反应，A正确；负极区消耗OH，溶液的pH降低，正极区生成OH，溶液的pH升高，B错误。3(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OHO2、N2H4O2、(CH3)2NNH2O2清洁燃料电池，下列说法正确的是()A放电过程中，K均向负极移动B放电过程中，KOH物质的量均减小C消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2O2燃料电池的理论放电量最大D消耗1 mol O2时，理论上N2H4O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L答案C解析放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；碱性环境下，N2H4O2清洁燃料电池总反应为N2H4O2=N22H2O，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量均减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量(物质的量表达式)分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2生成的氮气的物质的量为1 mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。4(2021·湖南，10)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为Zn22e=ZnD隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过答案B解析由题意分析可知，放电时，N极为正极，故A正确；放电或充电时，左侧贮液器和右侧贮液器中溴化锌的浓度维持不变，故B错误；充电时，M极与直流电源的负极相连，作电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn22e=Zn，故C正确；放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确。5(2021·浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是()A充电时，集流体A与外接电源的负极相连B放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol LiC放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2D电池总反应可表示为LixSiLi1xCoO2SiLiCoO2答案B解析由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A说法正确；放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li，B说法不正确；放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，C说法正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子转化为Li，正极上Li1xCoO2得到电子和Li转化为LiCoO2，故电池总反应可表示为LixSiLi1xCoO2SiLiCoO2，D说法正确。1(2021·湖南1月适应性考试，12改编)某单液电池如图所示，其反应原理为H22AgCl(s)2Ag(s)2HCl。下列说法错误的是()A放电时，左边电极为负极B放电时，溶液中H向右边电极移动C充电时，右边电极上发生的电极反应式：AgeCl=AgClD充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g答案D解析由图示分析可知，放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，故A正确；由A分析可知，放电时左边为电池的负极，右边则为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即氢离子向右边电极移动，故B正确；充电时右边电极为阳极，发生氧化反应，即AgeCl=AgCl，故C正确；由反应2HCl2Ag2AgClH2可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，故D错误。2(2021·湖北1月选考模拟，10)研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示：下列说法错误的是()A加入HNO3降低了正极反应的活化能B电池工作时正极区溶液的pH降低C1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原D负极反应为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H答案B解析乙醇燃料电池中，通入乙醇的一极为负极，电极反应式为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H，通入氧气的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应：4HNO312e12H=4NO8H2O、4NO3O22H2O=4HNO3，二者加合可得O24e4H=2H2O，则HNO3在正极起催化作用，据此分析解答。由分析知，HNO3在正极起催化作用，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A正确；电池工作时正极区的总反应为O24e4H=2H2O，则溶液中氢离子浓度减小，pH增大，故B错误；根据得失电子守恒可知，1 mol CH3CH2OH被完全氧化时，转移12 mol电子，则有3 mol O2被还原，故C正确；由分析知，负极反应为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H，故D正确。3(2021·福建1月适应性考试，8)一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是()A使用碱性电解质水溶液B放电时，正极反应包括3Mg2MgS86e=4MgS2C使用的隔膜是阳离子交换膜D充电时，电子从Mg电极流出答案C解析碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2MgS86e=4MgS2，B错误；据图可知Mg2要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误。4一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为AlxCly离子液体，CuS在电池反应后转化为Cu2S和Al2S3。下列说法正确的是()A若CuS从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量增加B该电池放电时，正极反应为6CuS8Al2Cl6e=3Cu2SAl2S314AlClC为提高电池效率，可以向CuSC电极附近加入适量Al2S3水溶液D充电时电池阴极的反应为Al7AlCl3e=4Al2Cl答案B解析放电时硫化铜在正极发生的反应为6CuS8Al2Cl6e=3Cu2SAl2S314AlCl，反应后转化为Cu2S、Al2S3和AlCl，化合价改变的只有Cu，故硫化铜从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少，A项错误、B项正确；根据题目分析可知应加入Al2Cl提高电池效率，C项错误；充电时，阴极电极反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl，D项错误。考点三电解原理及金属防护1构建电解池模型2电解池阴、阳极的判断方法3电解计算破题“3方法”4金属的腐蚀与电化学防护(一)基本电极反应式的书写1按要求书写电极反应式(1)用惰性电极电解NaCl溶液：阳极：2Cl2e=Cl2。阴极：2H2e=H2。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：阳极：4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=O24H)。阴极：2Cu24e=2Cu。(3)铁作阳极、石墨作阴极电解NaOH溶液：阳极：Fe2e2OH=Fe(OH)2。阴极：2H2O2e=H22OH。(4)用惰性电极电解熔融MgCl2：阳极：2Cl2e=Cl2。阴极：Mg22e=Mg。(二)提取“信息”书写电极反应式2按要求书写电极反应式(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H。(2)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q，写出阳极生成R的电极反应式：Al3HCO3e=Al(OH)33CO2。(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为阳极：Al3e7AlCl=4Al2Cl。阴极：4Al2Cl3e=Al7AlCl。(4)用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4，则电极反应式为阳极：2MnO2e=2MnO。阴极：2H2e=H2。(5)将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀，则阳极反应式为FeH2POLi2e=LiFePO42H。(三)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式3按要求书写电极反应式(1)电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O阳极：2I2e=I2。阴极：2H2O2e=H22OH。(2)可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下：阳极：HSO2eH2O=3HSO。阴极：2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)。1(2021·全国甲卷，13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是()AKBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B阳极上的反应式为：2H2eH2OC制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子D双极膜中间层中的H在外电场作用下向铅电极方向迁移答案D解析KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物