第39頁（共39頁）2024-2025學年下學期高一化學蘇教版（2019）期末必刷?？碱}之原電池與電解池一．選擇題（共15小題）1．（2025春?徐州期中）堿性鋅錳電池的總反應為．Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnOOH，電池構造示意圖如圖所示。下列有關說法不正確的是（）A．電池工作時，MnO2發生還原反應 B．電池工作時，OH﹣通過隔膜向負極移動 C．環境溫度過低，不利于電池放電 D．反應中每生成1molMnOOH，轉移電子數目約為2×6.02×10232．（2025春?銅山區期中）鉛蓄電池放電時的工作原理可表示為PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，其構造示意圖如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電池工作時，H+移向PbO2極移動 B．電池工作時，負極質量減小 C．電池工作時，PbO2發生氧化反應 D．每生成1molPbSO4，轉移電子數為2×6.02×10233．（2025春?高郵市期中）鉛蓄電池放電的反應為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O電池構造示意圖如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電池工作時，PbO2發生氧化反應 B．電池工作時，H+通過隔膜向負極移動 C．電池工作時，負極的電極反應方程式為Pb-D．反應中每生成1molPbSO4，轉移電子數為2mol4．（2021秋?海陵區校級月考）利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業生產上的應用．下列說法正確的是（）A．氯堿工業中，X電極上反應式是4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2+濃度不變 C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂5．（2023秋?天寧區校級期中）一種微生物電解生產甲烷的裝置如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電極A應與電源的負極相連 B．電極B上的反應式為：CO2+8e﹣+8H+＝CH4+2H2O C．提高溫度一定能提高電解反應的速率 D．電解時H+通過質子交換膜移向電極A6．（2025?江蘇模擬）以LiAlCl4為離子導體的鋁一磷酸鐵鋰電池，該電池放電時Li+嵌入Li1﹣xFePO4形成LiFePO4，工作原理如圖所示，下列關于電池放電時的說法不正確的是（）A．化學能轉化為電能 B．電極Al作負極 C．Li+透過離子交換膜從右向左遷移 D．正極的電極反應：L7．（2025春?邗江區期中）為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：。下列說法不正確的是（）A．陰極反應：2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑ B．電解時OH﹣通過陰離子交換膜向b極方向移動 C．陽極反應：2HCHO﹣2e﹣+2H2O＝2HCOO﹣+4H++H2↑ D．相同電量下H2理論產量是傳統電解水的2倍8．（2024秋?南京期末）由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。裝置現象A上有氣體產生B的質量增加二價金屬A不斷溶解根據實驗現象判斷下列說法錯誤的是（）A．裝置甲中正極的電極反應式是：2H++2e﹣＝H2↑ B．裝置乙中B為負極 C．四種金屬的活潑性強弱順序為：C＞B＞A＞D D．裝置丙中負極電極反應式為：A﹣2e﹣＝A2+9．（2025?海陵區校級模擬）近年來，生物電催化技術運用微生物電解池實現了CO2的甲烷化，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．該裝置工作過程中化學能轉化為電能 B．CO2甲烷化的反應式為CO2+8H+﹣8e﹣═CH4+2H2O C．工作過程中陰極區溶液的pH減小 D．處理有機物[（CH2O）n]產生標準狀況下112m3的CH4則理論上導線中通過的電子的物質的量為4×104mol10．（2025春?江蘇校級期中）某乙烯燃料電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．放電時，電子由電極b經外電路流向電極a B．電極a的電極反應式為CHC．當有0.2molH+通過質子交換膜時，電極b表面理論上消耗O2的體積為1.12L D．驗證生成CH3CHO的操作：取反應后的左室溶液，加入新制Cu（OH）2，加熱，觀察現象11．（2025春?南京期中）我國科學家用圖所示裝置將CO2轉化為甲酸（HCOOH），Bi電極表面的納米片層結構形成了空腔，可有效抑制OH﹣、H+的擴散。已知：電解效率η(A．電子從電源的a極流出 B．Pt﹣Ti電極反應為2HC．一段時間后，Bi電極表面納米片層結構內的溶液pH比其他區域低 D．若Pt﹣Ti電極產生22.4L（標準狀況）氣體時，生成1.83molHCOOH，則HCOOH的電解效率為91.5%12．（2025?南京校級模擬）鎳離子（Ni2+）和鈷離子（Co2+）性質相似，可用如圖所示裝置實現二者分離。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH﹣，并在直流電場作用下分別向兩極遷移，Co2+與乙酰丙酮不反應。下列說法正確的是（）A．電流方向：n→N→M→m B．石墨M電極的電極反應式為Co2++2e﹣＝Co C．水解離出的OH﹣可以抑制Ⅱ室中的轉化反應 D．導線中通過1mol電子時，Ⅰ室與Ⅲ室溶液質量變化之差約為65g13．（2025春?鹽城期中）研究表明以N2為氮源電解可直接制備HNO3，其原理如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．a為電源負極 B．電解一段時間后，陰極區溶液pH降低 C．電解時陽極電極反應式為N2+6H2O+10e﹣═2NO3D．若轉移1mol電子，可獲得標準狀況下11.2LH214．（2025?江蘇二模）一種以NaOH為介質電催化還原CO2的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．電解池工作時，OH﹣由右室通過隔膜向左室移動 B．M為電解池的陽極 C．N電極上發生的反應：CH3（CH2）7NH2+4e﹣+4OH﹣═CH3（CH2）6CN+4H2O D．電路中通過2mole﹣時，理論上有1molCO2被還原15．（2025春?南通期中）科研工作者用金催化電極實現了常溫、常壓條件下合成氨，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．電解過程中，H+通過交換膜從右往左遷移 B．LiCF3SO3的主要作用是降低NH3的溶解度 C．金催化電極的電極反應式：N2+6CH3OH﹣6e﹣═2NH3+6CH3O﹣ D．理論上合成1molNH3，左室Na2SO4溶液質量減少27g二．解答題（共5小題）16．（2025春?姑蘇區校級期中）工業廢水中的重金屬離子和SO（1）“還原沉淀法”是處理含Cr2O72-和CrO42-工業廢水的一種常用方法，向廢水中加入Na2SO3或Fe等還原劑可將Cr（Ⅵ）還原為低毒性Cr3+，再調節溶液pH使Cr①酸性廢水中Na2SO3將Cr（Ⅵ）還原為Cr3+的離子方程式為。②其他條件相同，在不改變所加鐵屑總量的情況下，加入煙道灰（細小的活性炭），可增大Cr（Ⅵ）的去除率，其原因是。③為提高鐵炭混合物處理效果常通入少量空氣，反應過程中廢水pH隨時間變化如圖所示。反應進行15min后溶液pH緩慢下降的原因可能是。（2）利用微生物電化學法可有效處理含有機物和Cr（Ⅵ）的酸性廢水，其工作原理如圖所示。①若甲池廢水中的有機物是C6H12O6，產生0.6molCO2時，理論上乙池中H+的物質的量減少。②溫度?？刂圃?0℃左右，溫度過高，Cr（Ⅵ）的去除率低的原因是。17．（2025?金壇區校級二模）載人航天器中用薩巴蒂爾（Sabatier）反應將CO2轉化為CH4和H2O，配合水的電解實現氫氣和氧氣的再生。（1）薩巴蒂爾反應為：CO2+4H2300-400℃催化劑CH4+2H2O①右側流程中，化合價發生改變的元素有。②已知H2和CH4的燃燒熱分別是﹣285.8kJ?mol﹣1，﹣890.3kJ?mol﹣1，H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ?mol﹣1，則：CO2+4H2300-400℃催化劑CH4+2H2OΔH＝（2）薩巴蒂爾反應在300﹣400℃時轉化率較高，副反應主要有：CO2（g）+2H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ?mol﹣1，Ni﹣ZrO2催化CO2加H2制CH4的反應歷程如圖所示。用D2代替H2，通過檢測生成的水中含有H2O、D2O、HDO，可能的原因有。（3）一種銅基催化KOH、尿素[CO（NH2）2]無膜電解系統用于電解水，可以低成本生產氫氣。相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分氧化產物在不同電解電壓時的法拉第效率（FE%）如圖所示。（法拉第效率：FE%=①當電解電壓為U5時，陽極同時生成N2和NO2-的電極反應式為：②不同電流密度下，陰極產物H2的法拉第效率和H2的生成速率如圖所示。電流密度大于100mA?cm﹣2時，H2的法拉第效率降低的原因可能是：。（4）ZnO有棒狀ZnO（r﹣ZnO）、片狀ZnO（p﹣ZnO）兩種。均可用作CO2選擇性加氫轉化為CH3OH的催化劑。在ZnO催化劑存在F2將CO2與H2混合，同時發生以下兩個反應：反應ⅠCO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣53.7kJ/mol反應ⅡCO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2＝+41.2kJ/mol控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同壓強下，經過相同反應時間測得如下實驗數據（其中“甲醇選擇性”是指轉化的CO2中生成甲醇的百分比）已知：p﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝32kJ?mol﹣1，r﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝54kJ?mol﹣1。①在280﹣320℃范圍內，相同催化劑條件下，隨溫度升高，CH3OH與CO的產率均提高，而甲醇的選擇性降低的可能原因是；②在280﹣320℃范圍內，比較圖a和圖b兩種ZnO催化劑催化CO2加氫性能，說明在CO2加氫合成甲醇時優先選用p﹣ZnO催化劑的原因：。18．（2025?江蘇二模）焦磷酸銅鹽、檸檬酸銅鹽是工業常用的銅電鍍液。（1）以酸性CuSO4溶液作電鍍液時，鍍銅效果不佳。原因：①溶液中的SO42-和電解過程中產生的少量Cu+影響鍍層光亮度；②（2）控制銅電鍍液pH在8～8.5之間，采用電解法可得到均勻光亮的銅鍍層。①配制K6[Cu（P2O7）2]溶液過程中主要發生如下轉化：CuSO4（aq）→K4P2O7Cu2P2O7（s）→K4P2O7K6具體操作：向含0.1molCuSO4的溶液中加入含molK4P2O7溶液，過濾，，再加入計算量的K4P2O7至沉淀溶解。②上述配制的K6[Cu（P2O7）2]溶液中可能會存在少量Cu+。需向溶液中加入H2O2充分反應，再加入檸檬酸晶體。加入檸檬酸晶體的目的是。（3）在塑料件上鍍銅時需要首先對塑料件進行預處理，使其表面覆蓋一層銅膜。涉及反應：HCHO+Cu（OH）2+OH﹣＝HCOO﹣+Cu+2H2O。補充完整在塑料件上鍍銅的實驗方案：向裝有塑料片的燒杯中加入CuSO4溶液，，將預處理后的塑料片從燒杯中取出并洗凈后，將待鍍塑料片，通電一段時間。（實驗中須使用的試劑和設備：NaOH溶液、HCHO溶液，K6[Cu（P2O7）2]溶液、Cu片；如圖所示電解池）19．（2025?江蘇模擬）載人航天器中用薩巴蒂爾（Sabatier）反應將CO2轉化為CH4和H2O，配合水的電解實現氫氣和氧氣的再生。（1）薩巴蒂爾反應為：CO①上述流程中，化合價發生改變的元素有。②已知H2和CH4的燃燒熱分別是﹣285.8kJ?mol﹣1，﹣890.3kJ?mol﹣1，H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ?mol﹣1，則：CO2+4H2300-400℃ˉ催化劑CH（2）薩巴蒂爾反應在300﹣400℃時轉化率較高，副反應主要有：CO2（g）+2H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ?mol﹣1，Ni﹣ZrO2催化CO2加H2制CH4的反應歷程如圖所示。①用D2代替H2，通過檢測生成的水中含有H2O、D2O、HDO，可能的原因有。②向恒壓、密閉容器中通入1molCO2和4molH2，平衡時混合氣體中含碳物質（CH4、CO2、CO）的物質的量隨溫度的變化如圖所示。溫度低于600℃時，隨著溫度升高，B的物質的量增大的原因是。（3）一種銅基催化KOH、尿素[CO（NH2）2]無膜電解系統用于電解水，可以低成本生產氫氣。相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分氧化產物在不同電解電壓時的法拉第效率（FE%）如圖所示。（法拉第效率：FE%=①當電解電壓為U5時，陽極同時生成N2和NO2-的電極反應式為：②不同電流密度下，陰極產物H2的法拉第效率和H2的生成速率如圖所示。電流密度大于100mA?cm﹣2時，H2的法拉第效率降低的原因可能是：。20．（2025?高郵市模擬）電催化還原CO2是當今資源化利用二氧化碳的重點課題，常用的陰極材料有有機多孔電極材料、銅基復合電極材料等。（1）一種有機多孔電極材料（銅粉沉積在一種有機物的骨架上）電催化還原CO2的裝置示意如圖﹣1所示。控制其他條件相同，將一定量的CO2通入該電催化裝置中，陰極所得產物及其物質的量與電壓的關系如圖﹣2所示。①電解前需向電解質溶液中持續通入過量CO2的原因是。②控制電壓為0.8V，電解時轉移電子的物質的量為mol。③科研小組利用13CO2代替原有的CO2進行研究，其目的是。（2）一種銅基復合電極材料Au/Cu2O的制備方法：將一定量Cu2O分散至水與乙醇的混合溶液中，向溶液中逐滴滴加HAuCl4（一種強酸）溶液，攪拌一段時間后離心分離，得Au/Cu2O，溶液呈藍色。寫出Cu2O還原HAuCl4的離子方程式：。（3）金屬Cu/La復合電極材料電催化還原CO2制備甲醛和乙醇的可能機理如圖﹣3所示。研究表明，在不同電極材料上形成中間體的部分反應活化能如圖﹣4所示。①X為。在答題卡上相應位置補充完整虛線框內Y的結構。②與單純的Cu電極相比，利用Cu/La復合電極材料電催化還原CO2的優點是。

2024-2025學年下學期高一化學蘇教（2019）期末必刷?？碱}之原電池與電解池參考答案與試題解析一．選擇題（共15小題）題號1234567891011答案DACDBDCBDBD題號12131415答案DDDD一．選擇題（共15小題）1．（2025春?徐州期中）堿性鋅錳電池的總反應為．Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnOOH，電池構造示意圖如圖所示。下列有關說法不正確的是（）A．電池工作時，MnO2發生還原反應 B．電池工作時，OH﹣通過隔膜向負極移動 C．環境溫度過低，不利于電池放電 D．反應中每生成1molMnOOH，轉移電子數目約為2×6.02×1023【專題】電化學專題；分析與推測能力．【分析】堿性鋅錳電池的總反應為Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnOOH，Zn發生失電子的反應生成ZnO、為負極，MnO2發生得電子的還原反應生成MnOOH、為正極，負極反應式為Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，正極反應式為MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣，放電時陰離子移向負極，陽離子移向正極，據此分析解答。【解答】解：A．電池工作時，MnO2發生得電子的還原反應生成MnOOH，故A正確；B．放電時陰離子移向負極，即OH﹣通過隔膜向負極移動，故B正確；C．環境溫度過低，化學反應速率下降，不利于電池放電，故C正確；D．正極反應式為MnO2+H2O+e﹣═MnOOH+OH﹣，則每生成1molMnOOH，轉移電子1mol，電子數目為6.02×1023，故D錯誤；故選：D?！军c評】本題考查原電池工作原理，側重分析判斷能力和運用能力考查，明確電極判斷、電極反應及反應式書寫是解題關鍵，題目難度不大。2．（2025春?銅山區期中）鉛蓄電池放電時的工作原理可表示為PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，其構造示意圖如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電池工作時，H+移向PbO2極移動 B．電池工作時，負極質量減小 C．電池工作時，PbO2發生氧化反應 D．每生成1molPbSO4，轉移電子數為2×6.02×1023【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】由題干鉛蓄電池的工作原理可知，放電時，Pb為負極，電極反應為：Pb﹣2e﹣+SO42-=PbSO4，PbO2為正極，電極反應為：PbO2+4H++SO42-【解答】解：由題干鉛蓄電池的工作原理可知，放電時，Pb為負極，電極反應為：Pb﹣2e﹣+SO42-=PbSO4，PbO2為正極，電極反應為：PbO2+4H++SO42-A．電池放電時，陽離子移向正極，由分析可知，Pb為負極，PbO2為正極，故H+移向PbO2極移動，故A正確；B．由分析可知，放電時，負極電極反應為：Pb﹣2e﹣+SO42-=C．電池工作時，PbO2作正極，得電子發生還原反應，故C錯誤；D．由PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O可知，每生成2molPbSO4，轉移2mol電子，故每生成1molPbSO4，轉移電子數為6.02×1023，故D錯誤；故選：A?！军c評】本題考查電化學，側重考查學生電解池的掌握情況，試題難度中等。3．（2025春?高郵市期中）鉛蓄電池放電的反應為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O電池構造示意圖如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電池工作時，PbO2發生氧化反應 B．電池工作時，H+通過隔膜向負極移動 C．電池工作時，負極的電極反應方程式為Pb-D．反應中每生成1molPbSO4，轉移電子數為2mol【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】鉛蓄電池工作時，負極上Pb發生失電子的氧化反應生成PbSO4，負極反應式為Pb﹣2e﹣+SO42-=PbSO4，正極上PbO2發生得電子的還原反應生成PbSO4，正極反應式為PbO2+SO42-+2e﹣+4H【解答】解：A．電池工作時，PbO2發生還原反應生成PbSO4，故A錯誤；B．電池工作時，H+通過隔膜向正極移動，陰離子移向負極，故B錯誤；C．電池工作時，負極反應式為Pb﹣2e﹣+SO42-=PbSOD．總反應為Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，轉移電子2e﹣，即每生成1molPbSO4，轉移電子數為1mol，故D錯誤；故選：C。【點評】本題考查了鉛蓄電池工作原理，側重考查學生的分析能力和靈活運用能力，把握原電池的工作原理及電極反應式是解答關鍵，題目難度不大。4．（2021秋?海陵區校級月考）利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業生產上的應用．下列說法正確的是（）A．氯堿工業中，X電極上反應式是4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2+濃度不變 C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂【專題】電化學專題．【分析】A、依據電源正負極確定電解池中x為陽極，氯堿工業電解的是飽和食鹽水，溶液中氯離子失電子；B、電解精煉銅溶液中銅離子濃度減少；C、鐵片上鍍銅時陰極為鐵片；D、金屬鎂是電解熔融的氯化鎂制得的．【解答】解：A、氯堿工業中，X電極連接電源正極，為電解池的陽極，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，故A錯誤；B、電解精煉銅時，粗銅做陽極含有鐵、鋅、鎳等活潑金屬，精銅做陰極，電解過程中電子守恒，溶液中的銅離子濃度減少，故B錯誤；C、在鐵片上鍍銅時，鐵片做陰極為Y電極，銅做陽極為X電極，故C錯誤；D、金屬鎂是電解熔融的氯化鎂，鎂陰極得到電子析出，水溶液中鎂離子不放電，故D正確；故選：D?！军c評】本題考查了氯堿工業，電解精煉銅，電鍍銅，冶煉鎂等幾種工業制備的原理應用，熟練掌握電解原理是解題關鍵．5．（2023秋?天寧區校級期中）一種微生物電解生產甲烷的裝置如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．電極A應與電源的負極相連 B．電極B上的反應式為：CO2+8e﹣+8H+＝CH4+2H2O C．提高溫度一定能提高電解反應的速率 D．電解時H+通過質子交換膜移向電極A【專題】電化學專題．【分析】A．電極A上，C6H12O6生成CO2，C元素化合價升高，失去電子，電極A為陽極；B．由圖可知，電極B上CO2得電子生成CH4；C．溫度過高，微生物會變形死亡；D．電解池中陽離子移向陰極?！窘獯稹拷猓篈．電極A上，C6H12O6生成CO2，C元素化合價升高，失去電子，電極A為陽極，與電源正極相連，故A錯誤；B．由圖可知，電極B上CO2得電子生成CH4，電極反應式為：CO2+8e﹣+8H+＝CH4+2H2O，故B正確；C．溫度過高，微生物會變形死亡，不會提高電解反應的速率，故C錯誤；D．電解池中陽離子移向陰極，故電解時H+通過質子交換膜移向電極B，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題考查電解原理應用，關鍵是理解電解池工作原理，正確判斷電極，正確書寫電極反應式，題目側重考查學生觀察能力、分析能力、綜合運用知識的能力，題目難度中等。6．（2025?江蘇模擬）以LiAlCl4為離子導體的鋁一磷酸鐵鋰電池，該電池放電時Li+嵌入Li1﹣xFePO4形成LiFePO4，工作原理如圖所示，下列關于電池放電時的說法不正確的是（）A．化學能轉化為電能 B．電極Al作負極 C．Li+透過離子交換膜從右向左遷移 D．正極的電極反應：L【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】結合題意，鋁電極，鋁失去電子形成鋁離子，鋁離子結合AlCl4-形成Al2Cl7-，同時鋰離子向左移動，嵌入Li1﹣xFePO4【解答】解：結合題意，鋁電極，鋁失去電子形成鋁離子，鋁離子結合AlCl4-形成Al2Cl7-，同時鋰離子向左移動，嵌入Li1﹣xFePO4A．該裝置為原電池，可以將化學能轉化為電能，故A正確；B．由分析可知，電極Al作負極，故B正確；C．由分析可知，Li+透過離子交換膜從右向左遷移，故C正確；D．正極發生還原反應，電極反應為：Li1-x故選：D?！军c評】本題考查電化學，側重考查學生原電池的掌握情況，試題難度中等。7．（2025春?邗江區期中）為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：。下列說法不正確的是（）A．陰極反應：2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑ B．電解時OH﹣通過陰離子交換膜向b極方向移動 C．陽極反應：2HCHO﹣2e﹣+2H2O＝2HCOO﹣+4H++H2↑ D．相同電量下H2理論產量是傳統電解水的2倍【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】由圖可知，b極碳元素化合價升高失電子，故b極為陽極，電極反應式為2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣＝2HCOO﹣+H2↑+2H2O，a極為陰極，電極反應式為2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑，據此作答。【解答】解：A．a極為陰極，電極反應式為2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑，故A正確；B．電解時OH﹣通過陰離子交換膜向b極（陽極）方向移動，故B正確；C．b極為陽極，電極反應式為2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣＝2HCOO﹣+H2↑+2H2O，故C錯誤；D．用該方法轉移2mol電子生成2mol氫氣，傳統電解水轉移2mol電子生成1mol氫氣，故D正確；故選：C?！军c評】本題考查電解原理，題目難度中等，能依據圖象和信息準確判斷陰陽極是解題的關鍵。8．（2024秋?南京期末）由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。裝置現象A上有氣體產生B的質量增加二價金屬A不斷溶解根據實驗現象判斷下列說法錯誤的是（）A．裝置甲中正極的電極反應式是：2H++2e﹣＝H2↑ B．裝置乙中B為負極 C．四種金屬的活潑性強弱順序為：C＞B＞A＞D D．裝置丙中負極電極反應式為：A﹣2e﹣＝A2+【專題】電化學專題．【分析】A．電極A為正極，正極上氫離子得到電子被還原生成氫氣；B．B的質量增加，則裝置乙中正極銅離子得電子生成銅；C．原電池中一般負極比正極活潑；D．二價金屬A不斷溶解，則裝置甲中A為負極?！窘獯稹拷猓篈．電極A為正極，正極上氫離子得到電子被還原生成氫氣，電極反應式是：2H++2e﹣＝H2↑，故A正確；B．B的質量增加，則裝置乙中B為正極，銅離子得電子生成銅，其電極反應式是Cu2++2e﹣═Cu，故B錯誤；C．裝置甲中A為正極，則金屬活動性：B＞A，裝置乙中B為正極，則金屬活動性：C＞B，裝置丙中A為負極，則金屬活動性：A＞D，故四種金屬活動性由強到弱的順序是C＞B＞A＞D，故C正確；D．二價金屬A不斷溶解，則裝置甲中A為負極，裝置丙中負極電極反應式為：A﹣2e﹣＝A2+，故D正確；故選：B。【點評】本題考查原電池，側重考查學生原電池原理的掌握情況，試題難度中等。9．（2025?海陵區校級模擬）近年來，生物電催化技術運用微生物電解池實現了CO2的甲烷化，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．該裝置工作過程中化學能轉化為電能 B．CO2甲烷化的反應式為CO2+8H+﹣8e﹣═CH4+2H2O C．工作過程中陰極區溶液的pH減小 D．處理有機物[（CH2O）n]產生標準狀況下112m3的CH4則理論上導線中通過的電子的物質的量為4×104mol【專題】電化學專題；分析與推測能力．【分析】該裝置為電解池，由圖可知，右側電極上CO2得電子生成CH4，左側電極上有機物發生失電子的氧化反應生成CO2，則右側電極為陰極，左側電極為陽極，陰極反應式為CO2+8e﹣+8H+═CH4+2H2O，若有機物為（CH2O）n，陽極反應式為（CH2O）n﹣4ne﹣+nH2O＝nCO2+4H+，據此分析解答?！窘獯稹拷猓篈．該裝置為電解池，將電能轉化為化學能，故A錯誤；B．右側電極上CO2得電子生成CH4，CO2甲烷化的反應式為CO2+8H++8e﹣═CH4+2H2O，故B錯誤；C．陰極反應式為CO2+8e﹣+8H+═CH4+2H2O，則工作過程中陰極區溶液的pH增大，故C錯誤；D．陰極反應式為CO2+8e﹣+8H+═CH4+2H2O，轉移電子n（e﹣）＝8n（CH4）＝8×112000L22.4mol/L=4故選：D?！军c評】本題考查電解原理的應用，側重分析判斷能力和運用能力考查，把握電極判斷、電極反應及反應式書寫是解題關鍵，題目難度不大。10．（2025春?江蘇校級期中）某乙烯燃料電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．放電時，電子由電極b經外電路流向電極a B．電極a的電極反應式為CHC．當有0.2molH+通過質子交換膜時，電極b表面理論上消耗O2的體積為1.12L D．驗證生成CH3CHO的操作：取反應后的左室溶液，加入新制Cu（OH）2，加熱，觀察現象【專題】電化學專題；分析與推測能力．【分析】由圖，氧氣得到電子發生還原反應：O2+4e-+4H+【解答】解：A．放電時，電子由負極a經過外電路流向正極b，故A錯誤；B．a為負極，乙烯失去電子發生氧化反應：CH2=C．沒有說明是否是標況條件，不確定消耗氧氣的體積，故C錯誤；D．乙醛和新制氫氧化銅反應需要在堿性條件下反應，故應該取反應后的左室溶液，加入過量NaOH調節溶液為堿性，然后再加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱，觀察現象，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題主要考查燃料電池等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。11．（2025春?南京期中）我國科學家用圖所示裝置將CO2轉化為甲酸（HCOOH），Bi電極表面的納米片層結構形成了空腔，可有效抑制OH﹣、H+的擴散。已知：電解效率η(A．電子從電源的a極流出 B．Pt﹣Ti電極反應為2HC．一段時間后，Bi電極表面納米片層結構內的溶液pH比其他區域低 D．若Pt﹣Ti電極產生22.4L（標準狀況）氣體時，生成1.83molHCOOH，則HCOOH的電解效率為91.5%【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】右側Bi電極上，CO2得電子轉化為HCOOH，故右側為陰極，b為電源負極，則a為電源正極，左側Pt﹣Ti電極為陽極，溶液是硫酸溶液，陽極H2O失電子生成O2，據此進行解答?！窘獯稹拷猓篈．b為電源負極，電子從電源負極b流出，故A錯誤；B．左側Pt﹣Ti電極為陽極，溶液是硫酸溶液，陽極H2O失電子生成O2，電極反應為2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+，故B錯誤；C．Bi電極上，CO2得電子轉化為HCOOH，電極反應式為CO2+2H++2e﹣＝HCOOH，消耗氫離子，納米片層結構內溶液pH會偏高，故C錯誤；D．Pt﹣Ti電極產生22.4L（標準狀況）O2時，即1molO2，轉移電子4mol，可生成HCOOH為2mol，實際生成1.83molHCOOH，故電解效率為1.83mol×24mol故選：D。【點評】本題考查新型充放電電池的工作原理，為高頻考點，側重學生分析能力和靈活運用能力的考查，題目難度中等。12．（2025?南京校級模擬）鎳離子（Ni2+）和鈷離子（Co2+）性質相似，可用如圖所示裝置實現二者分離。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH﹣，并在直流電場作用下分別向兩極遷移，Co2+與乙酰丙酮不反應。下列說法正確的是（）A．電流方向：n→N→M→m B．石墨M電極的電極反應式為Co2++2e﹣＝Co C．水解離出的OH﹣可以抑制Ⅱ室中的轉化反應 D．導線中通過1mol電子時，Ⅰ室與Ⅲ室溶液質量變化之差約為65g【專題】電化學專題；分析與推測能力．【分析】該裝置為電解池，氫離子向右移動，則N為陰極，n為負極，M為陽極，m為正極，以此解題。【解答】解：A．根據雙極膜中水解離生成的H+、OH﹣的遷移方向，可以判斷石墨M是陽極、石墨N是陰極，電流方向：m→M→N→n，故A錯誤；B．該裝置為電解池，氫離子向右移動，則N為陰極，n為負極，M為陽極，電極反應為：2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，故B錯誤；C．Ⅱ室中發生轉化：Ni2++2CH3COCH2COCH3?Ni（CH3COCHCOCH3）2+2H+，水解離出的OH﹣與H+反應，促進Ni2+的轉化，故C錯誤；D．導線中流過1mol電子，Ⅰ室移入Ⅱ室Ni2+和Co2+總物質的量為0.5mol，同時有0.5mol氯氣生成，鎳、鈷的相對原子質量都近似為59，Ⅰ室質量約減少65g，Ⅲ室中陰極反應消耗的H+由水解離出的H+等量補充，溶液質量不變，故兩室溶液質量變化之差約為65g，故D正確；故選：D?！军c評】本題主要考查電解原理等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。13．（2025春?鹽城期中）研究表明以N2為氮源電解可直接制備HNO3，其原理如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．a為電源負極 B．電解一段時間后，陰極區溶液pH降低 C．電解時陽極電極反應式為N2+6H2O+10e﹣═2NO3D．若轉移1mol電子，可獲得標準狀況下11.2LH2【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】A．左邊電極N2失去電子變為NO3-，則該電極為陽極，B．陰極電極反應式為2H2O+2e﹣＝H2+2OH﹣，因此電解一段時間后，陰極區溶液pH升高；C．電解時陽極電極反應式為N2+6H2O﹣10e﹣═2NO3D．由陰極電極反應式為2H2O+2e﹣＝H2+2OH﹣可知，若轉移1mol電子，可獲得標準狀況下0.5molH2?！窘獯稹拷猓篈．左邊電極N2失去電子變為NO3-，則該電極為陽極，a為電源正極，故B．陰極電極反應式為2H2O+2e﹣＝H2+2OH﹣，因此電解一段時間后，陰極區溶液pH升高，故B錯誤；C．電解時陽極電極反應式為N2+6H2O﹣10e﹣═2NO3-+D．由陰極電極反應式為2H2O+2e﹣＝H2+2OH﹣可知，若轉移1mol電子，可獲得標準狀況下0.5molH2，體積為11.2L，故D正確；故選：D。【點評】本題主要考查電解池的工作原理，為高頻考點，題目難度不大。14．（2025?江蘇二模）一種以NaOH為介質電催化還原CO2的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．電解池工作時，OH﹣由右室通過隔膜向左室移動 B．M為電解池的陽極 C．N電極上發生的反應：CH3（CH2）7NH2+4e﹣+4OH﹣═CH3（CH2）6CN+4H2O D．電路中通過2mole﹣時，理論上有1molCO2被還原【專題】電化學專題；分析與推測能力．【分析】由圖可知，該裝置為電解池，M電極上CO2發生得電子的還原反應生成HCOO﹣，N電極上CH3（CH2）7NH2發生失電子的氧化反應生成CH3（CH2）6CN，則M電極為陰極，N電極為陽極，陰極反應式為CO2+2e﹣+H2O＝HCOO﹣+OH﹣，陽極反應式為CH3（CH2）7NH2﹣4e﹣+4OH﹣═CH3（CH2）6CN+4H2O，據此分析解答?！窘獯稹拷猓篈．由上述分析可知，M電極為陰極，N電極為陽極，則電解池工作時，OH﹣由左室通過隔膜向右室移動，故A錯誤；B．M電極為陰極，N電極為陽極，故B錯誤；C．N電極為陽極，陽極反應式為CH3（CH2）7NH2﹣4e﹣+4OH﹣═CH3（CH2）6CN+4H2O，故C錯誤；D．陰極反應式為CO2+2e﹣+H2O＝HCOO﹣+OH﹣，則電路中通過2mole﹣時，理論上有1molCO2被還原，故D正確；故選：D。【點評】本題考查電解原理的應用，側重分析判斷能力和運用能力考查，把握電極判斷、電極反應及反應式書寫是解題關鍵，題目難度不大。15．（2025春?南通期中）科研工作者用金催化電極實現了常溫、常壓條件下合成氨，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．電解過程中，H+通過交換膜從右往左遷移 B．LiCF3SO3的主要作用是降低NH3的溶解度 C．金催化電極的電極反應式：N2+6CH3OH﹣6e﹣═2NH3+6CH3O﹣ D．理論上合成1molNH3，左室Na2SO4溶液質量減少27g【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】由圖可知，該裝置為電解池，金催化電極上N2被還原為NH3，發生還原反應，則金催化電極為陰極，電極反應式為：N2+6CH3OH+6e﹣═2NH3+6CH3O﹣，惰性電極為陽極，電極反應式為：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+，據此分析?！窘獯稹拷猓篈．由分析知，金催化電極為陰極，陽離子移向陰極，電解過程中，H+通過交換膜從左往右遷移，故A錯誤；B．LiCF3SO3為電解質溶液，沒有參與反應，主要作用均為增強溶液導電性，故B錯誤；C．由分析知，金催化電極的電極反應式：N2+6CH3OH+6e﹣═2NH3+6CH3O﹣，故C錯誤；D．理論上合成1molNH3，轉移3mol電子，左室Na2SO4溶液減少32mol水，其質量為27g，故D故選：D?！军c評】本題主要考查電解池的工作原理，為高頻考點，題目難度不大。二．解答題（共5小題）16．（2025春?姑蘇區校級期中）工業廢水中的重金屬離子和SO（1）“還原沉淀法”是處理含Cr2O72-和CrO42-工業廢水的一種常用方法，向廢水中加入Na2SO3或Fe等還原劑可將Cr（Ⅵ）還原為低毒性Cr3+，再調節溶液pH使Cr①酸性廢水中Na2SO3將Cr（Ⅵ）還原為Cr3+的離子方程式為Cr2O②其他條件相同，在不改變所加鐵屑總量的情況下，加入煙道灰（細小的活性炭），可增大Cr（Ⅵ）的去除率，其原因是煙道灰表面積大，吸附性強，能吸附Cr（Ⅵ），增大其與鐵屑的接觸面積，加快反應速率，提高Cr（Ⅵ）去除率。③為提高鐵炭混合物處理效果常通入少量空氣，反應過程中廢水pH隨時間變化如圖所示。反應進行15min后溶液pH緩慢下降的原因可能是溶液中Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe2+，Fe2+水解產生H+，使溶液pH緩慢下降。（2）利用微生物電化學法可有效處理含有機物和Cr（Ⅵ）的酸性廢水，其工作原理如圖所示。①若甲池廢水中的有機物是C6H12O6，產生0.6molCO2時，理論上乙池中H+的物質的量減少5.6mol。②溫度常控制在30℃左右，溫度過高，Cr（Ⅵ）的去除率低的原因是溫度過高，微生物活性降低，反應速率減慢。【專題】電化學專題；理解與辨析能力．【分析】（1）①酸性條件下，Cr2O72-具有強氧化性，SO32-具有還原性，C②煙道灰表面積大，吸附性強，能吸附Cr（Ⅵ），增大其與鐵屑的接觸面積，加快反應速率；③反應進行15min后，溶液中Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe2+，Fe2+水解產生H+；（2）①甲池中C6H12O6轉化為CO2，C元素化合價從0價升高到+4價，產生0.6molCO2時，轉移電子0.6mol×4＝2.4mol。乙池中Cr2O72-轉化為Cr3+，Cr②乙池電極反應為Cr2O72-+6e-+14H【解答】解：（1）①酸性條件下，Cr2O72-具有強氧化性，SO32-具有還原性，Cr2故答案為：Cr②煙道灰表面積大，吸附性強，能吸附Cr（Ⅵ），增大其與鐵屑的接觸面積，加快反應速率，提高Cr（Ⅵ）去除率；，故答案為：煙道灰表面積大，吸附性強，能吸附Cr（Ⅵ），增大其與鐵屑的接觸面積，加快反應速率，提高Cr（Ⅵ）去除率；③反應進行15min后，溶液中Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe2+，Fe2+水解產生H+，使溶液pH緩慢下降，故答案為：溶液中Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe2+，Fe2+水解產生H+，使溶液pH緩慢下降；（2）①甲池中C6H12O6轉化為CO2，C元素化合價從0價升高到+4價，產生0.6molCO2時，轉移電子0.6mol×4＝2.4mol。乙池中Cr2O72-轉化為Cr3+，Cr元素化合價從+6價降低到+3價，根據得失電子守故答案為：5.6mol；②乙池電極反應為Cr2O72-+6e-+14H+=2故答案為：溫度過高，微生物活性降低，反應速率減慢。【點評】本題考查電化學，側重考查學生電解池的掌握情況，試題難度中等。17．（2025?金壇區校級二模）載人航天器中用薩巴蒂爾（Sabatier）反應將CO2轉化為CH4和H2O，配合水的電解實現氫氣和氧氣的再生。（1）薩巴蒂爾反應為：CO2+4H2300-400℃催化劑CH4+2H2O①右側流程中，化合價發生改變的元素有C、H、O。②已知H2和CH4的燃燒熱分別是﹣285.8kJ?mol﹣1，﹣890.3kJ?mol﹣1，H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ?mol﹣1，則：CO2+4H2300-400℃催化劑CH4+2H2OΔH＝﹣164.9kJ/mol（2）薩巴蒂爾反應在300﹣400℃時轉化率較高，副反應主要有：CO2（g）+2H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ?mol﹣1，Ni﹣ZrO2催化CO2加H2制CH4的反應歷程如圖所示。用D2代替H2，通過檢測生成的水中含有H2O、D2O、HDO，可能的原因有催化劑中含有H原子，且歷程中反應是可逆反應。（3）一種銅基催化KOH、尿素[CO（NH2）2]無膜電解系統用于電解水，可以低成本生產氫氣。相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分氧化產物在不同電解電壓時的法拉第效率（FE%）如圖所示。（法拉第效率：FE%=①當電解電壓為U5時，陽極同時生成N2和NO2-的電極反應式為：3CO（NH2）2﹣24e﹣+32OH﹣＝3CO32-+2N2↑+2NO2②不同電流密度下，陰極產物H2的法拉第效率和H2的生成速率如圖所示。電流密度大于100mA?cm﹣2時，H2的法拉第效率降低的原因可能是：由于電流密度較大時，陽極產生的NO2濃度大，擴散到陰極得電子，使得H2的法拉第效率降低。（4）ZnO有棒狀ZnO（r﹣ZnO）、片狀ZnO（p﹣ZnO）兩種。均可用作CO2選擇性加氫轉化為CH3OH的催化劑。在ZnO催化劑存在F2將CO2與H2混合，同時發生以下兩個反應：反應ⅠCO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣53.7kJ/mol反應ⅡCO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2＝+41.2kJ/mol控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同壓強下，經過相同反應時間測得如下實驗數據（其中“甲醇選擇性”是指轉化的CO2中生成甲醇的百分比）已知：p﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝32kJ?mol﹣1，r﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝54kJ?mol﹣1。①在280﹣320℃范圍內，相同催化劑條件下，隨溫度升高，CH3OH與CO的產率均提高，而甲醇的選擇性降低的可能原因是生成甲醇的反應是反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應放熱，在280～320℃范圍內，相同催化劑條件下，升高溫度，平衡逆向移動，導致溫度升高甲醇的選擇性降低；②在280﹣320℃范圍內，比較圖a和圖b兩種ZnO催化劑催化CO2加氫性能，說明在CO2加氫合成甲醇時優先選用p﹣ZnO催化劑的原因：p﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能比r﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能小，活化能越小，反應速率越快?！緦ｎ}】電化學專題；分析與推測能力．【分析】（1）根據化學反應中元素化合價的變化，發生的主要反應為CO2+4H2300～400℃催化劑CH4+2H2O和2H2O電解（2）根據燃燒熱和蓋斯定律計算反應的焓變；（3）根據電解過程中電極反應，陽極由KOH和尿素[CO（NH2）2]同時生成N2和NO2（4）根據催化劑的活性和反應的熱力學性質進行分析?！窘獯稹拷猓海?）①在上述流程中，發生的主要反應為CO2+4H2300～400℃催化劑CH4+2H2O和2H2O電解2H2↑+O2↑，故化合價發生改變的元素有故答案為：C、H、O；②已知H2和CH4的燃燒熱分別是﹣285.8kJ?mol﹣1，﹣890.3kJ?mol﹣1，則反應為H2（g）+12O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，反應Ⅱ為CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol，令反應Ⅲ為H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ?mol﹣1，由反應Ⅰ×4﹣反應Ⅱ+反應Ⅲ×3得CO2+4H2300～400℃催化劑CH4+2H2O，ΔH＝2×（﹣285.8kJ/mol）﹣（﹣890.3kJ/mol）+2×故答案為：﹣164.9kJ/mol；（2）由圖知，催化劑中含有H原子，且歷程中反應是可逆反應，所以若用D2代替H2，生成的水中含有H2O、D2O、HDO，故答案為：催化劑中含有H原子，且歷程中反應是可逆反應；（3）①由圖知，當電解電壓為U5時，N2和NO2-法拉第效率各為49%，兩者的物質的量之比為1：1，則陽極由KOH和尿素[CO（NH2）2]同時生成N2和NO2-的電極反應式為3CO（NH2）2﹣24e﹣+32OH﹣＝3CO32-+2N2故答案為：3CO（NH2）2﹣24e﹣+32OH﹣＝3CO32-+2N2↑+2NO2②由于電流密度較大時，陽極產生的NO2濃度大，擴散到陰極得電子，使得H2的法拉第效率降低，故答案為：由于電流密度較大時，陽極產生的NO2濃度大，擴散到陰極得電子，使得H2的法拉第效率降低；（4）①生成甲醇的反應是反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應放熱，在280～320℃范圍內，相同催化劑條件下，升高溫度，平衡逆向移動，導致溫度升高甲醇的選擇性降低，故答案為：生成甲醇的反應是反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應放熱，在280～320℃范圍內，相同催化劑條件下，升高溫度，平衡逆向移動，導致溫度升高甲醇的選擇性降低②催化劑只影響速率而不能改變平衡，圖中數據不是達到平衡后測得的數據，而是反應相同時間測得的數據，p﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能比r﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能小，活化能越小，反應速率越快，因此選用p﹣ZnO催化劑使反應Ⅰ速率快，在相同時間內生成的甲醇多，故答案為：p﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能比r﹣ZnO表面合成CH3OH的生成活化能小，活化能越小，反應速率越快?！军c評】本題主要考查了化學反應中元素化合價的變化、燃燒熱和蓋斯定律的應用、電解過程中電極反應的理解以及催化劑的活性對反應的影響。完成此題，需要從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。通過理解這些知識點，可以更好地掌握化學反應的基本原理和催化劑的作用。18．（2025?江蘇二模）焦磷酸銅鹽、檸檬酸銅鹽是工業常用的銅電鍍液。（1）以酸性CuSO4溶液作電鍍液時，鍍銅效果不佳。原因：①溶液中的SO42-和電解過程中產生的少量Cu+影響鍍層光亮度；②酸性過強，使H+和Cu2+在陰極競爭放電生成氫氣，不利于銅在鍍件表面析出（2）控制銅電鍍液pH在8～8.5之間，采用電解法可得到均勻光亮的銅鍍層。①配制K6[Cu（P2O7）2]溶液過程中主要發生如下轉化：CuSO4（aq）→K4P2O7Cu2P2O7（s）→K4P2O7K6具體操作：向含0.1molCuSO4的溶液中加入含0.05molK4P2O7溶液，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀至最后一次洗滌液中加入BaCl2溶液無沉淀，再加入計算量的K4P2O7至沉淀溶解。②上述配制的K6[Cu（P2O7）2]溶液中可能會存在少量Cu+。需向溶液中加入H2O2充分反應，再加入檸檬酸晶體。加入檸檬酸晶體的目的是調節電鍍液的pH；將氧化生成的Cu2+轉化為檸檬酸銅鹽。（3）在塑料件上鍍銅時需要首先對塑料件進行預處理，使其表面覆蓋一層銅膜。涉及反應：HCHO+Cu（OH）2+OH﹣＝HCOO﹣+Cu+2H2O。補充完整在塑料件上鍍銅的實驗方案：向裝有塑料片的燒杯中加入CuSO4溶液，邊攪拌邊加入NaOH溶液至過量，再加入一定量的甲醛溶液，充分反應，將預處理后的塑料片從燒杯中取出并洗凈后，將待鍍塑料片與圖示電解池中Y極相連，將銅片與X極相連，加入K6[Cu（P2O7）2]，通電一段時間。（實驗中須使用的試劑和設備：NaOH溶液、HCHO溶液，K6[Cu（P2O7）2]溶液、Cu片；如圖所示電解池）【分析】（1）酸性過強，會使H+在陰極與Cu2+競爭電子，從而降低銅的沉積速率；（2）①根據配制K6[Cu（P2O7）2]溶液過程中主要發生的轉化關系作答；②檸檬酸晶體可與金屬離子（如Cu2+）形成更穩定的配合物，同時，檸檬酸也可起到調節溶液pH的作用，有利于K6[Cu（P2O7）2]的穩定存在；（3）HCHO與Cu（OH）2在堿性條件下反應，使塑料片表面覆蓋一層銅膜；電鍍時，待鍍塑料片作陰極，以Cu片作為陽極，從而實現塑料件上鍍銅?！窘獯稹拷猓海?）酸性過強，即pH值過低，會使H+在陰極放電的可能性增加，與Cu2+競爭電子，從而降低銅的沉積速率，并且可能導致鍍層疏松、多孔，故答案為：酸性過強，使H+和Cu2+在陰極競爭放電生成氫氣，不利于銅在鍍件表面析出；（2）①根據配制K6[Cu（P2O7）2]溶液過程中主要發生的轉化知，2CuSO4+K4P2O7＝Cu2P2O7↓+K2SO4，然后Cu2P2O7與過量的K4P2O7反應生成K6[Cu（P2O7）2]，根據第一個反應方程式知，CuSO4為0.1mol時，K4P2O7為0.05mol，恰好生成Cu2P2O7沉淀，用蒸餾水洗滌，當最后一次洗滌液中無硫酸根時，則洗滌干凈，即用蒸餾水洗滌沉淀至最后一次洗滌液中加入BaCl2溶液無沉淀，則洗滌干凈，故答案為：0.05；用蒸餾水洗滌沉淀至最后一次洗滌液中加入BaCl2溶液無沉淀；②加入檸檬酸晶體的是其與溶液中的金屬離子（如Cu2+）形成穩定的配合物，從而起到掩蔽金屬離子的作用，防止金屬離子對溶液中其他成分或后續反應產生干擾。同時，檸檬酸也可起到調節溶液pH的作用，使溶液處于一個相對穩定的酸堿環境，有利于K6[Cu（P2O7）2]的穩定存在，防止其發生水解等副反應，故答案為：調節電鍍液的pH；將氧化生成的Cu2+轉化為檸檬酸銅鹽；（3）向裝有塑料片的燒杯中加入CuSO4溶液，再加入過量的NaOH溶液，攪拌均勻，然后逐滴加入HCHO溶液，反應一段時間。這一步是利用CuSO4溶液與NaOH溶液反應生成Cu（OH）2，HCHO與Cu（OH）2在堿性條件下反應，使塑料片表面覆蓋一層銅膜；將預處理后的塑料片從燒杯中取出并洗凈后，將待鍍塑料片放入電解池中作為陰極，以Cu片作為陽極，加入K6[Cu（P2O7）2]溶液作為電解液，通電一段時間，這樣在電解作用下，溶液中的銅離子在陰極（塑料片）上得到電子析出銅，實現塑料件上鍍銅，故答案為：邊攪拌邊加入NaOH溶液至過量，再加入一定量的甲醛溶液，充分反應；與圖示電解池中Y極相連，將銅片與X極相連，加入K6[Cu（P2O7）2]。【點評】考查了電解池原理、配合物知識、實驗操作與方案設計、氧化還原反應，是?？伎键c，難度中等。19．（2025?江蘇模擬）載人航天器中用薩巴蒂爾（Sabatier）反應將CO2轉化為CH4和H2O，配合水的電解實現氫氣和氧氣的再生。（1）薩巴蒂爾反應為：CO①上述流程中，化合價發生改變的元素有C、H、O。②已知H2和CH4的燃燒熱分別是﹣285.8kJ?mol﹣1，﹣890.3kJ?mol﹣1，H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ?mol﹣1，則：CO2+4H2300-400℃ˉ催化劑CH4+2H2（2）薩巴蒂爾反應在300﹣400℃時轉化率較高，副反應主要有：CO2（g）+2H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ?mol﹣1，Ni﹣ZrO2催化CO2加H2制CH4的反應歷程如圖所示。①用D2代替H2，通過檢測生成的水中含有H2O、D2O、HDO，可能的原因有歷程中反應是可逆反應。②向恒壓、密閉容器中通入1molCO2和4molH2，平衡時混合氣體中含碳物質（CH4、CO2、CO）的物質的量隨溫度的變化如圖所示。溫度低于600℃時，隨著溫度升高，B的物質的量增大的原因是溫度低于600℃時，溫度升高，主反應的ΔH＜0，平衡正向進行程度減小，CO2濃度增大；副反應的ΔH＞0，平衡正向進行程度增大，CO2濃度減小；主反應的影響大于副反應，剩余CO2物質的量增大。（3）一種銅基催化KOH、尿素[CO（NH2）2]無膜電解系統用于電解水，可以低成本生產氫氣。相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分氧化產物在不同電解電壓時的法拉第效率（FE%）如圖所示。（法拉第效率：FE%=①當電解電壓為U5時，陽