2025-2026学年鲁科版高二化学上学期必刷常考题之化学反应与能量转化（解答题）

2025-2026学年上学期高二化学鲁科版期中必刷常考题之化学反应与能量

转化（解答题）

一.解答题（共15小题）

I.（2025♦肥城市开学）煤燃烧产生的废气中含02、CO2、N2、SO2,因此需要将废气净化后再排放。

完成下列各题。

（1）检验废气中存在SO2可用（填试剂名称）。

（2）工业上将废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏。脱硫反应的化学方程式

为。

（3）煤在燃烧前要进行脱硫处理，减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物（FeS2）处理的基本原

理如图：

①写出含硫物质FeS2转化的离子方程式；

②电解过程中，当有120gFeS2被氧化时，混合溶液中酎的物质的量将增大mol（不考虑溶液

中水的体积变化）。

（4）烟气中的S02也可用Na2s03溶液吸收。吸收液与S02反应至pH降低为6左右时，将吸收液通入

如图所示的电解槽进行再生。

①A为离子交换膜（填“阳”或"阴”），写出阳极的电极反应式;

②根据以上事实判断H2s03的Ka1・Ka2Kw（填=”或

2.（2025春•德州期末）电解法是目前处理含氮废水常用方法。以CH30H—空气燃料电池处理某含氮废水

（1）电极Pt（a）为（填“正极”、“负极”），电极（c）反应式为o

（2）该燃料电池工作过程中Pt（b）区溶液pH（填“增大”、"减小”或"不变”），若该燃料

电池Pl（a）极消耗1.6g甲醇，则电极（d）产生标准状况下H2Lo

（3）研究表明，若废水中加入适量氯化钠，则C「在阳极放电生成C12C12氧化NHj从而提高处理效率，

氧化反应离子方程式为。

（4）实验测得：溶液初始C「浓度和pH对氨氮去除速率与能耗的影响关系如图1和图2所示。（已知：

NH3・H2O比更易吸附在电极表面被氧化。）

(

1

L2

・

“5

.1

3

祖9

盛

合

米3

服

原24

C"浓度（mmol/L）

图1er浓度对获氮去除速率、能耗的影响图2初始pH对焚氮去除速率、能耗的影响

①处理氨氮废水的最佳条件是。

②由图2分析，随pH从2增大到6时，氨氮去除率增大原因。

③图1中C「浓度较低时、图2中pH达到12时，均出现氨氮去除速率低而能耗高的现象，其原因可能

是。

3.（2025春•烟台期中）【青铜器在埋威过程中会逐渐生锈，其修亚工作是文物保护的重要环节。回答卜

列问题:

（1）查阅资料了解到铜锈主要成分有CU2（OH）2co3和Cl!2（OH）30。考古学家将铜锈分为无害锈

（形成了保护层）和有害锈（使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散），结构如图所示:

疏松的

潮湿空气

CU(OH)C1

致密的潮湿空气23

CU2（OH）2CO3\

Cu

下列说法错误的是

A.疏松的CU2（OH）3。属于有害锈

B.Cu2(OH)2c03能溶于盐酸

C.青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层

D.用HN03溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

（2）Cu2（OH）3。的形成过程中会通过原电池反应产生CuCl（难溶于水的固体）

CU(OH),CI

含C「水膜2

①过程中负极的电极反应为

②文献显示，将腐蚀文物置于含Na2c03的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的CU2（OH）2co3

反应的离子方程式为

（3）水下考古也是文物的重要来源之一，考古队员将部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防

止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理

（4）一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铜并获得副产物C12,装置如图。

-45.9MNH/g)

N2H4(l)1^M50.64H：(kJ・moL)

IIIII11III〉

-30025020015010050050100150

①热稳定性：N2H4(1)NH3(g)(填

.I

②反应6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)的AH=kJ,molo

5.（2024秋•济宁校级月考）I.请结合图回答问题。

能量/（kJ•mol-1）

活化分子的最低能量

反应物的

总能量（6）

生成物的

总能最（EJ

（1）图中所示反应为（填“吸热”或“放热”反应，该反应的AH=

（用含E］、E2的代数式表示）。

（2）下列反应中，符合如图描述的反应有（填字母代号）.

a.C与水蒸气反应制水煤气

b.Na2O2与HzO反应

c.Ba（OH）2・8H2O与NH4cl反应

d.黄铁矿（主要成分为FeS2）的燃烧

II.完成下列问题。

（3）ILl.Omol-L由2s04溶液与2L1.0mol・LRaOH溶液完全反应，放出H4.GkJ热量，表示该反应中

和热的热化学方程式为。

（4）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下燃烧，

所得物质可作耐高温材料，4A1（s）+3TiO2（s）+3C（s）=2AhO3（s）+3TiC（s）AH=-I176kJ*mol

r，则反应过程中，每转移Imol电子放出的热量为kJo

(5)已知：Nz(g)+202(g)=2NO2(g)AH=+67.7kJ・moL；

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ«mol1

则N2H4（g）与NO2（g）完全反应生成N2（g）和H2O（g）的热亿学方程式为

6.（2025春•历城区校级期中）I.图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请I可答下列

问题。

（1）完成转化I、II（填“吸收”或“放出”，下同）能量、完成转化in能量。

（2）H2和F2反应的能量变化图可用（填“A”或"B”）表示。

II.铜、锌和稀硫酸构成的原电池装置如图所示。请回答下列问题。

稀硫酸

（3）Zn作（填“正极”或“负极”），铜电极上发生（填“氧化”或“还原”）反应。

Zn电极反应式为o

7.（2025春•历城区校级期中）碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。图为科学家正在研

究建立的•种二氧化碳新循环体系。

过程IV

温邵遇仁氧化碳卜

E过程］

因光、总t就皂-

（1）大气中存在温室气体CO2,写出CO2的电子式碳有多种单质，一定

条件下，Imol石墨转化为金刚石吸收1.85kJ能量，则（填“石墨”或“金刚石”）更稳定。碳

与硅同族，制备纯硅的一种中间产物SiHC13遇水剧烈反应生成H2SiO3、HC1和另一种物质，写出该反

应的化学方程式:

(2)过程I利用CO2制取甲醇的有关化学反应如下:

C02(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)

已知：i.断开ImolCH3OH(g)中的化学键共吸收2060kJ的能量；ImolCO2和3moi比完全反应生

成Imol气态CH30H和Imol气态FhO放出178kJ热量。

i>.反应中部分化学键键能数据如表：

化学键H—HH—O

键能/(kJ・mo「i)436463

由此计算断开lmolC=O需要吸收kJ的能量。

(3)利用过程III的反应设计的一种原电池，工作原理如图所示。

①电极C是(填“正极”或“负极”)，d的电极反应式：0

②若电路中转移3moi电子，则该电池理论上消耗的CH30H的物质的量为mol。

8.(2024秋•山东月考)碳及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途，回答下列问题。

(1)已知25C、lOlkPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式如下:

C(石墨，s)+02(g)=C02(g)AH=-393.5kJ・mol

C(金刚石，s)+O2(g)=C02(g)AH=-395.4IkJ-mor'o

①石墨转化为金刚石的热化学方程式为O

②稳定性：C(石墨，s)(填“A或y”)C(金刚石，s)；判断的理由为

(2)一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如图所示。

MN

CO2+H2O

①电池工作时，该电池是由(填“化学能”或“电能”，下同)转化为

②电池工作时，Na\K+向(填“M”或"N”)电极移动。

③M电极上CO参与反应的电极反应式为o

(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图

①电极A为(填“阴极”或“阳极

②相同条件下，若生成的C2H6和C2H4的体积比为5：7,则消耗的CH4和CO2的体积比为。

9.(2024•郸城县校级开学)研究氮氧化物(NOx)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下

列问题：

I.用H2还原NO的反应为2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g)AH<0o

(1)该反应的正反应速率方程可表示为v正=1<・小(NO)-cn(H2),某温度下，测得正反应速率v正

与c(NO)或c(H2)的变化关系如图1所示。

.E

lu

L

二

O

U

1

N

、

田

a

则m=,n=o

(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应：

i.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)；

ii.H2O2(1)+H2(g)=2H2O(g)o

根据(1)所给信息判断，H2还原NO总反应的速率由反应(填“i”或“ii”)决定。

(3)将一定量的H2和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同)，到达平

衡时，山的平衡转化率最大的是。

a.恒温恒容

b.恒温恒压

c.恒容绝热

II.脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应：

反应i.2NO+CO=N2O+CO2；

反应ii.N2O+CO=N2+CO2o

反应过程中各物质相对能量如图2（TS表示过渡态）:

-卜

1NO(g)+TS2

1TS12

•2N0(g)+/CO(g)+/\

22C0(g)/3984

、

强NO(g)+.:

02

器CO(g)+-118.6

女

co2

要

-628.6

--------------------------------------------------A

图2反应过程

（4）CO和NO反应生成N2的热化学方程式为。

将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图3。

35

OO

^30(X)

E25(X)

d20OO

dOO

、n5

假OO

105O

送O

10()1502(X)25()300350400450100150200250300350400450

温度/(温度/t

图3

(5)NO和CO的脱除应选择（填“高温”或者“低温

（6）实验过程中，高于340℃后N2O浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因

是。

（7）450C时，该时间段内NO的脱除率=（保留2位有效数字，NO的脱除率=

n（转化为电的N。）x\0o%）

n（初始的NO）

10.（2024春•市中区校级期中）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角，回答下列问题：

（1）天然气已成为我国主要的清洁能源，主要成分甲烷（CH。燃烧时的能量变化如图1所示:

①下列说法中正确的是(填字母)

A.甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能

B.由图可知二氧化碳比甲烷稳定

C.标准状况下，Imol甲烷完全燃烧时放出802。的热量

D.该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量

②已知断开部分化学键需要的能量为C—H：akJ/mol,0=0：bkJ/mol,C=O：ckJ/mol,则形成ImolO—H

释放的能量为kJ。

(2)-一定温度下在容积可变的密闭容器中投入lOmolSCh和6moiO2，发生反应：

2s02(g)+02(g)=2SO3(g)AH<Oo下列情况能说明该反应达到化学平衡的是。

A.体系的压强保持不变

B.混合气体的密度保持不变

C.单位时间内生成ImolS03的同时断开0.5mol0=0键

D.混合气体的平均相对分子质量保持不变

E.SO2和02的物质的量之比保持不变

(3)在一定条件下，二氧化硫和氧气反应过程中各物质物质的量浓度变化如图2所示，根据图中判断。

①lOmin时改变的条件可能是；20min时改变的反应条件可能是。

a加入催化剂

b.缩小容器容积

c.升高温度

d.增加02的物质的量

②第12min时v正(SO2)第18min时v逆(SO3)填”或”无法比较”)。

11.(2024春•淄川区校级期中)请回答下列问题：

(1)对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较富的社会价值和经济价值。CO还原法：一定条件下，

由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如图所示，每生成16gs(s),该反应放出的热量为

(2)稀溶液中，ImolH2s04与NaOH完全反应时，放出1I4.6H热量，写出表示中和热的热化学方程

式O

(3)CuCl(s)与02反应生成CuC12(s)和一种黑色固体。在25℃、lOlkPa下，已知该反应每转移

Imole',放热44.4kJ,写出该反应的热化学方程式。

(4)近年来空气污染日益严重，原因之一是汽车尾气中含有NO、NO?、CO等气体。为消除汽车尾气

的污染，可采取：NO和CO在催化转换器中发生如下反应：

2N0(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)AHi

已知：2NO(g)+02(g)=2N02(g)AH2

CO的燃烧热为AH3

N02与CO发生反应的热化学方程式：2N0z(g)+4C0(g)=4CO2(g)+N2(g)AH=

(用AHi、AH2>AH?表示

(5)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是：在一定的温度、压强和锐催化剂存在的条件下，S02

被空气中的02氧化为SO3。V2O5是铀催化剂的活性成分，郭汗贤等提出：V2O5在对反应【的催化循

环过程中，经历了n、ni两个反应阶段，图示如下：

SO2(g)+102(g)_1_SO,(g)

ffl

VA-SO3

有关气体分子中Imol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:

化学键S=O(SO2)0=0(O2)S=0(SO3)

能量/kJ535496472

由此计算反应I的AH=kJ/molo

（6）直接甲醉燃料电池工作原理如图所示。a极是电池的（“正极”或“负极”），b极电极反

应式为O

12.（2024春•滕州市期中）请回答下列问题：

（1）金刚石和石墨在燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热

图2

由图1可知，等质量的金刚石和石墨完全燃烧，（填“金刚石”或“石墨”）放出的热量更多，

在通常状况下，（填“金刚石''或"石墨”）更稳定，Imol石墨完全转化为金刚石的反应

（填，，吸收，，或，，释放，，）kJ热量，断开Imol石墨中的化学犍所吸收的能量（填

，，大于，，或，，小于，，）断开Imol金刚石中的化学键所吸收的能量。

（2）如图2所示，在锥形瓶内放置装有水的小试管，若A中发生的反应能使B中a端液面高于b端,

则说明A中发生的反应是（填“吸热反应”或“放热反应

13.（2024春•滕州市期中）研究化学反应中的能量变化对生产与活有着重要意义。某兴趣小组进行下列探

究:

（1）甲同学探究反应Fe+H2sCM（稀）=FeSO4+H2T中的能量变化。

向装有铁片的试管中加入Imol/L的H2so4,观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁，温度升高。结

论：________________

（2）乙同学设计如图所示原电池实验装置。

外电路中电子由极流向极（填“正极”或“负极”）；铁片上的电极反应式

为。

（3）下列反应能通过原电池实现化学能直接转化为电能的是（填序号）。

①2H2+O—2H2O

②Fe+Ci?+=Fe2++Cu

@CaO+H2O=Ca（OH）2

（4）用H2和02组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图:

催化剂m负载】一11催化剂

电极c"]Teb电极d

质子交换膜

①H+移向（填“正极”或“负极”）。

②气体b为,若线路中转移2moi电子，则该燃料电池理论上消耗的02在标准状况下的体

积为Lo

0

/\

14.（2024秋•济宁期末）环氯乙烷是一种最简单的环酸，结构简式为H2c——CH2,其熔点为-112.2C,

沸点为10.8C,被广泛应用于洗涤、制药、印染等行业。以乙烯为原料生产环氧乙烷（银催化法）的合

0

Ag/\

成原理为TT回答下列问题:

2cH2=CH2+02~►2H2c——CH2O

(1)已知某些共价键的键能(25℃、lOlkPa下)如表所示：

共价键C=CC—H0=0C—OC—C

键能/(kJ・mol615x497.3351347.7

7)

0

Ag/\

表中C-H的键能为未知数x,但据表中已知数据也可求出2cH2=CH?(g)+O2(g)—>2H2c——CH2(g)

的反应热AH,原因是,反应热AH=kJ・molI

⑵25℃,lOlkPa下,环氧乙烷的燃烧热AH=・1225.0kJ-mo「L

①写出表示环氧乙烷燃烧热的热化学方程式：。

②25℃,lOlkPa下，乙烯的燃烧热为。

(3)环氧乙烷是一种易燃易爆气体。当一定量环氧乙烷发生爆炸，生成水蒸气、0.5molCO2(g)和0.5mol

CO(g)时，释放出431.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：o

(4)以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其总反应方程式为

0

CH2=CH2(g)+Cl2(g)4-Ca(OH)2(s)->H2C—CH2(g)+CaCb(s)+H2。⑴，该反应的"(填

或"V”)0；与氯代乙醇法相比，银催化法的优点为o

15.(2024秋•端泽期中)直接排放含SO2和NOx的烟气会形成酸雨，危害环境。根据题意，回答下列问

题：

I.工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1molCH4完全燃烧生成气态水和ImolS(g)燃

烧的能量变化如图所示：

能量八

S(g)+°24^^77kJ-mol-1

..........SO2,

反应过程

己知：H2O(g)=H?O(1)AH=-44kJ-mor1

(1)标准状态下，甲烷摩尔燃烧焙为kJ/inoL在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成

单质S(g)、H2O(g)和82,该反应存在自发进行的温度(填“最高”或“最低”)。

II.某同学设计用NO—空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中SO2、NO转化为(NH4)2s04的原理。

（NHJSO,浓溶液和物质A

Pt（i）Pt（n）石墨（I）

-

NO+H2OT-n

）H+产达0SOJ

A

HNO,（增湿）

质子交换膜（NHJSO,稀溶液

甲乙

（2）该燃料电池放电过程中负极电极反应为，若甲装置中消耗标况下22.4L

02,则乙装置中S02和NO转化的物质的量共有mol,此时甲装置中有NA质子

通过交换膜。

III.废气中进入空气后氧化生成NO2总反应为2NO(g)+02(g)=2NO2(g)AHi=-57.1kJ*mol

可分两步进行，其反应过程中的能量变化示意图如图所示:

反应I.2NO(g)=N2O2(g),反应II.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)

（3）在恒容密闭容器中充入一定量的NO和02,发生反应I和II,保持其他条件不变，控制反应温度

分别为Ti和T2（T2>TI）,测得c（NO）随时间变化的曲线如图,转化相同量的NO,在温度（填

或"T2”）下消耗的时间较长，试结合反应过程及能量图分析其原因o

20252026学年上学期高二化学鲁科版（2019）期中必刷常考题之化学反

应与能量转化（解答题）

参考答案与试题解析

一.解答题（共15小题）

I.（2025•肥城市开学）煤燃烧产生的废气中含02、CO2>N2、SO2,因此需要将废气净化后再排放。

完成下列各题。

（1）检验废气中存在S02可用品红溶液或酸性高镒酸钾溶液（填试剂名称）。

（2）工业上将废气通入CaC03浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏。脱硫反应的化学方程式为

2CaSC）3+O2+2SO2=2CaSO4（或CaCC）3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSC）3+C）2=2CaSO4）。

（3）煤在燃烧前要进行脱硫处理，减少对环境的污染。用电解法对含硫化合物（FCS2）处理的基本原

理如图：

L

•

O

E

、

。

①写出含硫物质①S2转化的离子方程式FeS2+15Mn3++8H?O=Fe3++15Mn-'+25。，一+16H，；

②电解过程中，当有120gFeS?被氧化时，混合溶液中②的物质的量将增大1mol（不考虑溶液中

水的体积变化）。

（4）烟气中的SO2也可用Na2s03溶液吸收。吸收液与S02反应至pH降低为6左右时，将吸收液通入

如图所示的电解槽进行再生。

①A为阳离子交换膜(填“阳”或“阴”)，写出阳极的电极反应式HSO、-2c+H20=SO/-+3H+

(或SOV-2e+H2O=S0&+2H*)；

②根据以上事实判断H2s03的Kal・Ka2>Kw(填”或"V")。

【答案】(1)品红溶液或酸性高钵酸钾溶液；

(2)2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4)；

(3)®FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2S^-+I6H+；

②1：

(4)①阳；HSO^-2e+H2O=S01-4-3H+(或S。歹一2一+出0=SO.+2H+)；

②,。

【分析】(1)二氧化硫具有漂白性，使品红溶液褪色，具有还原性能使酸性高锌酸钾溶液褪色；

(2)废气通入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫产品用于制造石音，说明S02、CaC03及空气中02反应

生成CaSO4和CO2；

(3)①由图可知，FeS2与M产反应生成Fe3+、Mi?+和S*；

@FCS2+15Mn3++8H2O=Fc3++15Mn2++2SO^-+16H+,结合阴极2H++2-=H2T分析计算；

(4)①电解过程中，I中放出氢气，NaHS03变为Na2so3，阳极“SOJ、SO广失电子生成S0=；

②题中信息可知，亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合溶液pH=6,HSO］水解程度小于其电离平衡程度，结合

平衡常数分析判断。

【解答】解：(D检验废气中存在S02可用品红溶液或酸性高锌酸钾溶液，

故答案为：品红溶液或酸性高锦酸钾溶液；

(2)工业上将废气通入CaC03浆状物进行脱硫，脱硫的产品用于制造石膏，脱硫反应的化学方程式为：

2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4),

故答案为：2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaS03+02=2CaSOi)；

3+3+2+

(3)①由图可知，FeS2与Mn反应生成Fe,Mn和SO广，则离子方程式为

FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mi?++2S。g+I6H\

故答案为：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO^-+16H4；

②120gFeS2物质的量=克髭%=lmol,ImolFeSz被氧化时,同时消耗15molMn3+,生成16moiH卡,

消耗15molMi?卡时，阴极消耗15moiH+,所以混合溶液中H卡的物质的量将增大16moi-15mol=lmoL

故答案为：1；

（4）①电解图示分析可知，I中放出氢气，NaHSCh变为Na2sos,II中钠离了透过离了交换膜进入I,

所以A为阳离子交换膜，阳极H50J、S。g失电子生成S第一，阳极反应式是：HS0^-2e+H2O=

S0l~+3H\S0l--2e'+H2O=S0l­+2H+,

故答案为：阳；HSOi-2e+H20=S0l-+3H+C^SOj--2e'+H2O=SO^+2H+）；

②pH=6的溶液中亚硫酸氢杈离子电离程度大于其水解程度，则Ka2>Kh=«。［湍沸/）=

得至|JKarKa2>Kw,

故答案为：》。

【点评】本题考查电化学原理、氧化还原反应等相关知识，需要掌握电解的相关知识，重在原理知识的

考杳，题目难度中等。

2.（2025春•德州期末）电解法是目前处理含氮废水常用方法。以CH30H—空气燃料电池处理某含氮废水

（1）电极Pt（a）为负极（填“正极”、“负极”），电极（c）反应式为2NH+-6。-=N?+8"+。

（2）该燃料电池工作过程中Pt（b）区溶液pH增大;填“增大，、“减小”或“不变”），若该燃料电

池Pt（a）极消耗1.6g甲醉，则电极（d）产生标准状况下H23.36L。

（3）研究表明，若废水中加入适量氯化钠，则C「在阳极放电生成C12C12氧化NH：从而提高处理效率，

氧化反应离子方程式为3c&+2NH±=N?T+63厂+8”+。

（4）实验测得：溶液初始C「浓度和pH对氨氮去除速率与能耗的影响关系如图1和图2所示。（已知：

NH3・H2O比更易吸附在电极表面被氧化.)(

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C-浓度(mmol/L)

图1Cl-浓度对获氮去除速率、能耗的影响图2初始pH对氨氮去除速率、能耗的影响

①处理氨氮废水的最佳条件是浓度为700mmoI/L、pH=6。

②由图2分析，随pH从2增大到6时，氨氮去除率增大原因H升高促进钱根离了•更多地转化为一

水合氨，NH3・H2O更易被氧化。

③图1中C「浓度较低时、图2中pH达到12时，均出现氨氮去除速率低而能耗高的现象，具原因可能

是C1.浓度过低，OH.浓度过高，造成阳极OH能力大『C「，产生大量氧气，消耗电能所致；pH

达到12时，溶液中c(OHD较大，同样阳极会发生4OH：41=021+2H20,产生氧气消耗电能，并

且此时氨主要以NH3・H2O和NH3形式存在，不利于NH?在电极表面被氧化。

【答案】(1)负极；2NH：-叱="+8心(2)增大;3.36；

(3)3Cl2+2NH：=N2T+6C厂+8"+：

(4)①C/浓度为700mmol/L、pH=6；

②pH升高促进钱根高子更多地转化为一水合氨，NH3-H2O更易被氧化：

③C「浓度过低，OK浓度过高，造成阳极能力大于。，产生大量氧气，消耗电能所致；pH达到

12时，溶液中c(OFT)较大，同样阳极会发生4OH-4^=027+2H20,产生氧气消耗电能，并且此

时氨主要以NH3・H2O和NH3形式存在，不利于NH。在电极表面被氧化。

【分析】(1)根据燃料电池中燃料做负极发生氧化反应及电解池中镀根禽子在阳极发生氧化反应来分析;

(2)根据甲醇燃料电池的正负极极反应特点及电子守恒规律来分析：

(3)根据题文信息及氧化还原反应规律来分析；

(4)①根据图1中信息来分析；

②根据平衡移动规律来分析；

③根据图2信息及阳极极反应的规律来分析。

【解答】解：(1)在燃料电池中，甲醇发生氧化反应，所以电极Pt(a)为负极；电极c上铉根离子转

化为氮气，发生氧化反应，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，电极反应式为2NH：-6e-=N2+

8H+：

+

故答案为：负极：2NH^-6e-=N2+8H；

(2)Pt(b)为燃料电池的正极，发生反应O2+4H++4e-=2H2O,消耗H卡,溶液pH增大；Pt(a)极

发生反应CH3OH+H2O-6e'=CO2T+6H+,16g甲醉(物质的量为豆券商=0.5mol)转移电子0.5molx6

=3mol；电极d发生反应2H，+2e=H2f,根据电子守恒，生成氢气的物质的量为一--=1.5mol＞在

标准状况卜的体积为1.5molx22.4L/mol=33.6Lo

故答案为：增大；33.6；

(3)氯气氧化铉根离子生成氮气和氯离子，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，离子方程式为：

+

3Cl2+2NH：=N2T+6C厂+8W；

故答案为:3以2+2NH：=MT+6CT+8H+；

(4)①从图1和图2来看，处理氨氮废水要找氨氮去除速率高且能耗低的条件。观察可知，当c(CL)

=700mmol/L,pH=6时，氨氮去除速率相对较高，能耗相对较低；所以处理氨氮废水的最佳条件是

C「浓度为700mmol/L、pH=6：

故答案为:C「浓度为700mmol/L、pH=6；

②已知NH3-H2O比N”；更易吸附在电极表面被氧化；当pH从2增大到6时，溶液中c(OH)增大，

根据NH,+OH=NH3・H2O,平衡正向移动，使得NH3・H2O的浓度增大，因为NH3・H2。更易在电极表

面被氧化，所以氨氮去除率增大。

故答案为：pH升高促进钱根离子更多地转化为一水合氨，NH3・H2O更易被氧化；

③在图1中C「浓度较低时，阳极可能发生反应4OK-4e=O2T+2H20,产生氧气消耗电能；在图2

中pH达到12时，溶液中c(0丁)较大，同样阳极会发生40H.-4c,=02廿2H20,产生氧气消耗电

能，并且此时氨主要以NH3・H2O和NH3形式存在，不利于AH：在电极表面被氧化，所以均出现氨氮去

除速率低而能耗高的现象。

故答案为：浓度过低，浓度过高，造成阳极能力大于Cl,产生大量氧气，消耗电能所致；

pH达到12时，溶液中c(OH)较大，同样阳极会发生4OFT・4-=02廿2H20,产生氟与消耗电能，

并且此时氨主要以NH3-H2O和NH3形式存在，不利于N”；在电极表面被氧化。

【点评】本题难度较大，主要考查了燃料电池的极反应方程式的书写及相关计算、原电池与电解池的综

合应用等相关知识，需要牢固掌握电化学知识及较强的计算、分析问题的能力。

3.(2025春•烟台期中)I青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节.回答下

列问题：

（1）查阅资料了解到铜锈主要成分有CU2（OH）2co3和Cl!2（OH）30。考古学家将铜锈分为无害锈

（形成了保护层）和有害锈（使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散），结构如图所示：

下列说法错误的是CDo

A.疏松的Cu2（OH）30属于有害锈

B.Cu2（OH）2c03能溶于盐酸

C.青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层

D.用HN03溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

（2）Cu2（OH）3cl的形成过程中会通过原电池反应产生CuCl（难溶于水的固体）

①过程中负极的电极反应为Cu-e+C「=CuCl；

②文献显示，将腐蚀文物置于含Na2c03的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的CU2（OH）2CO3

反应的离子方程式为4C〃Q+。2+2H?0+2co歹三2CU2（OH）2cgi+4c厂。

（3）水下考古也是文物的重要来源之一，考古队员将部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防

止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥'助防腐原理脱盐、干燥处理破坏了原电

池的电解质溶液，使文物表面无法形成原电池发生电化学腐蚀o

（4）一种基于氯碱工艺的新型电解池，可用于湿法冶铜并获得副产物C12,装置如图。

电电

极极

①阴极的电极反应为+H?0+2小=Qz+2。，-：

②离子交换膜的作用为防亡0丁进入阳极室与C12反应：

③理论上，每消耗ImolCuO,阴极室溶液增加62外

【答案】(1)CD：

(2)®Cu-e'+Cr=CuCl：

②+。2+2H2O+2C0l-=2Cu2(OH)2CO3+4C厂；

(3)脱盐、干燥处理破坏了原电池的电解质溶液，使文物表面无法形成原电池发生电化学腐蚀；

(4)①C〃0+H20+2e-=Cu+20/T；

②防止OK进入阳极室与C12反应；

③62°

【分析】(1)A.Cu2(OH)式1疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散；

B.Cu2(OH)2c03属于碳酸盐：

C.青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液；

D.HNO3溶液具有强氧化性；

(2)过程中会产生CuQ