第四章 化学反应与电能 章末总结与测试-【一隅三反】2024-2025学年高二化学（人教版2019选择性必修1）

第4章 化学反应与电能 章末总结与测试 一、单选题（本题共16题，共44分，第1-10题，每题2分；第11-16题，每题4分。每题只有一个选项为正确答案） 1．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）下列有关化学用语表示正确的是 A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为 B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为 C．用铜作电极电解溶液： D．情性电极电解氯化镁溶液离子方程式为 2．（23-24 北京丰台·期中）下列描述中涉及将化学能转化为电能的是 A．水力发电 B．汽车的燃料电池 C．甲烷燃烧 D． 电解水制氢气 A．A B．B C．C D．D 3．（24-25 广东深圳·阶段练习）炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁做负极 4．（23-24高二上·江苏宿迁·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na—CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，阴极电极反应式为： B．充电时，电源b极为正极，Na+向钠箔电极移动 C．放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重22.4g D．放电时，电池的总反应为 5．（23-24高二上·福建·期末）近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 6．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 7．（2024·辽宁·模拟预测）曾侯乙编钟是战国早期曾国国君的一套大型礼乐重器。下列有关“曾侯乙编钟”的叙述错误的是 A．“曾侯乙编钟”的组成材料是合金 B．“曾侯乙编钟”保存在干燥通风环境中 C．“曾侯乙编钟”在土壤中主要发生化学腐蚀 D．“曾侯乙编钟”表面绿色物质的主要成分是 8．（23-24 广东佛山·阶段练习）把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和试液混合溶液的培养皿中，经过一段时间下列说法中正确的是 A．附近产生黄绿色气体 B．附近铁受保护而几乎不被腐蚀 C．附近很快出现蓝色沉淀 D．附近开始时无明显现象 9．（24-25 广东珠海·阶段练习）一种新型无隔膜水系可充电电池的工作原理如图所示，工作一段时间后，电极b上检测到MnOOH和少量。下列叙述不正确的是 A．放电时，电极a材料为Zn B．放电时，电极b存在反应： C．充电时，电极b电势比电极a高 D．充电时，电极a增重0.65g，电极b消耗了0.020mol MnOOH 10．（24-25 黑龙江哈尔滨·开学考试）用铅蓄电池处理含有氯化铵的废水装置如图，下列说法错误的是 A．电势：a电极低于b电极 B．当铅蓄电池中生成36 g水时，N室增加的离子的总物质的量为2 mol C．c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．出口二的溶液可以经过阳离子交换树脂制备硫酸 11．（23-24高二下·四川成都·开学考试）某化学兴趣小组利用电解原理设计如图所示装置，拟将氨转化为高纯氢气。下列有关说法错误的是 A．电解一段时间，阴极区溶液pH值变大 B．电解过程中OH−从右向左移动 C．阳极区电极反应式为：2NH3-6e−+6OH−=N2+6H2O D．工作一段时间，左池消耗22.4 LNH3时，右池溶液减少54 g 12．（23-24高二上·江西吉安·期末）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是 A．电流由Y极通过外电路流向X极 B．电池工作时，通过离子导体移向X极区 C．X极发生的反应为 D．Y极每生成1 mol Cl2，X极区得到2 mol LiCl 13．（24-25高二上·河南·开学考试）一种Al、H2O2燃料电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Al电极为负极，发生氧化反应 B．电解质溶液中OH-向Al电极移动 C．Al电极发生的电极反应为 D．电子由Al电极通过电解质溶液流向Pt电极 14．（23-24高二上·陕西渭南·期末）用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法错误的是 A．该装置的总反应为 B．从a极经阳离子交换膜移向b极 C．该装置将化学能转化为电能 D．工作一段时间，a极附近溶液碱性会减小 15．（2024·安徽·模拟预测）利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++OH-＝H2O设计原电池 16．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的降低 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 二、非选择题（本大题共4小题，共56分） 17．（24-25高二上·福建龙岩·阶段练习）将电能转化为化学能在生活生产和科学研究中具有重要意义。某学习小组用石墨电极持续电解溶液。 实验 时刻 现象 a极析出红色固体；b极产生气体用湿润的碘化钾淀粉试纸检验，试纸变蓝。 a极产生白色沉淀；a极附近溶液变为黄绿色；b极产生气体 … … a极产生气体；b极产生气体 (1)t₁时刻，a极析出铜的电极反应式为 。 (2)从a极刮取白色沉淀(含少量红色固体)，经检验含CuCl、Cu。 已知：，CuOH(黄色，不溶)(红色，不溶) ①白色沉淀A为AgCl，试剂1是 。 ②向试管ⅰ中加入NaOH溶液，生成的黄色沉淀很快转变为红色。解释沉淀由黄色变红色发生的化学反应方程式 。 ③证实从a极刮取的白色沉淀中含有CuCl的理由是 。 (3)针对CuCl沉淀是如何产生的，小组提出两种假设。 假设1：由电极反应产生：。 假设2：除电极反应外，也可由氧化还原反应产生CuCl，请用离子方程式说明： 。 (4)时a极未产生气体，而时a极产生气体。原因是 。 (5)镀铜工业中，电镀液以、为主，同时含和添加剂。过多的会使镀层出现白色胶状薄膜。电镀前向电镀液中加入适量(微溶)固体能有效解决该问题，写出发生的离子反应方程式 。 18．（24-25高二上·福建龙岩·阶段练习）回答下列问题。 (1)装置甲中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (2)装置乙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，阳极的电极反应式是 。 (3)电化学在物质制备、新材料和环境保护等方面具有独到的应用优势。高铁酸钠()是一种新型水处理剂，强碱性条件下稳定存在。电解法制备的工作原理如下装置所示，阳极的电极反应式为 ，当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量增加 克。 (4)一种二氧化碳的富集装置如图所示，电极a的电极反应式为 。 (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，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，阴极电极反应式为 。 19．（23-24高二上·天津河西·期末）某化学小组同学设计实验探究钢铁的腐蚀与防护。按要求回答下列问题。 (1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，由此可推测铁元素常见化合价有 。 (2)对比图1、2、3装置，工作时： ①铁棒腐蚀速率最大的是图 (填序号) ②图3装置中阴极反应式为 ；该装置中总反应的离子方程式为 。 ③利用上图涉及的实验用品，再自选一种常见金属棒，在下边的方框内画出一个可以防护铁棒腐蚀的电化学装置图，并标注电极名称、电极材料和电解质溶液 。 (3)利用如下图4所示装置及试剂，测定具支锥形瓶中压强()随时间()变化关系的曲线如图5、溶解氧()随时间()变化关系的曲线如图6. ①该实验的目的是利用溶氧和压强传感器定量探究 。 ②对比图5、6曲线，可推知时，体系构成的原电池正极的反应物主要是 。 ③以上测试实验过程中，负极反应式为 。 ④时，正极反应式为 。时，铁粉发生腐蚀的类型为 。 20．（24-25 福建厦门 ）电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。 I. (1)如下图所示装置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的五块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是 。 (2)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图。 ①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为 。 ②若用该电池电解精炼铜，氧气放电的电极应接 (填“纯铜”或“粗钢”)，消耗标况下22.4 L O2能生成的纯铜 g。 Ⅱ．电镀不仅能让铁制品更美观还能保护其不被腐蚀，下左图装置中电极a、b分别为纯Ag电极和铁制品，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两个电极上收集到气体如图。 (3)直流电源中，M为 极，电极c、d所在池的总反应的化学方程式 。 (4)电极(b)的电极反应式为 ，通电一段时间后AgNO3溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅲ．如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。 已知：铅蓄电池的总反应为：。 (5)铅蓄电池工作时，两极增重 (填“相等”或“不相等”)，当外电路上有2 mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。 (6)氯碱工业中采用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜电解槽，若在电解池中D电极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后溶液呈红色，写出C电极的电极反应式 。总反应的化学方程式为： 。 (7)铅蓄电池充电时，B电极与外接电源的 (填“正”或“负”)极连接，其电极反应式为 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4章 化学反应与电能 章末总结与测试 一、单选题（本题共16题，共44分，第1-10题，每题2分；第11-16题，每题4分。每题只有一个选项为正确答案） 1．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）下列有关化学用语表示正确的是 A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为 B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为 C．用铜作电极电解溶液： D．情性电极电解氯化镁溶液离子方程式为 【答案】B 【解析】A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为，故A错误； B．电解精炼铜时，阴极铜离子得电子生成铜单质，故B正确； C．用铜作电极电解溶液，阳极铜失去电子发生氧化反应： ，故C错误； D．情性电极电解氯化镁溶液，会生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为，故D错误； 故选B。 2．（23-24 北京丰台·期中）下列描述中涉及将化学能转化为电能的是 A．水力发电 B．汽车的燃料电池 C．甲烷燃烧 D． 电解水制氢气 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．水力发电是势能转化为电能，A错误； B．燃料电池供电是化学能转化为电能，B正确； C．甲烷燃烧主要是化学能转化为热能，C错误； D．电解水制氢气是电能转化为化学能，D错误； 故选B。 3．（24-25 广东深圳·阶段练习）炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁做负极 【答案】C 【解析】A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层隔绝氧气和水，可有效保护铁锅不被腐蚀，A正确； B．水渍边缘氧气含量多，水渍中心部位氧气含量少，所以水渍边缘部位腐蚀程度最严重，B正确； C．铁锅材料为铁合金，其中铁和少量碳及NaCl等形成的残液构成原电池，因此铁锅生锈属于电化学腐蚀，C错误； D．铁易失电子，腐蚀过程中铁做负极，D正确； 故选C。 4．（23-24高二上·江苏宿迁·期末）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na—CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，阴极电极反应式为： B．充电时，电源b极为正极，Na+向钠箔电极移动 C．放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重22.4g D．放电时，电池的总反应为 【答案】D 【解析】A．放电时，Na为负极，反应式为，充电时，阴极反应为：，A正确； B．结合分析可知，充电时右侧为阳极，则b为正极，Na+向钠箔电极（阴极）移动，B正确； C．根据反应式，由于碳酸钠和C均沉积在碳纳米管，当转移0.4mol电子时，沉积0.1molC和0.2mol碳酸钠，总质量为，C正确； D．放电时，钠为负极，反应式为，正极吸收二氧化碳，反应式为，故总反应式为，D错误； 故选D。 5．（23-24高二上·福建·期末）近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 【答案】B 【解析】A．据分析，a为负极，A正确； B．电池工作时，KOH溶液中的K+通过阳离子交换膜进入K2SO4溶液，H2SO4溶液中的通过阴离子交换膜进入K2SO4溶液，则电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变大，B错误； C．该反应的总反应式为：H++OH−=H2O，可将酸和碱的化学能转化为电能，C正确； D．酸性条件下发生反应O2+4e−+4H+=2H2O，碱性条件下发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性，D正确； 故选B。 6．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 【答案】B 【解析】A．由图可知，高硅铸铁是惰性辅助阳极材料，所以不会耗损，A错误； B．根据图中所示中间一极产物为氯气，其为阳极，两侧电极产物为金属钠，则为阴极，B正确； C．氯化铝是共价化合物，熔融态不导电，C错误； D．由于镁的金属活泼性强于锌，所以镁块对输水管保护作用更好，D错误； 故选B。 7．（2024·辽宁·模拟预测）曾侯乙编钟是战国早期曾国国君的一套大型礼乐重器。下列有关“曾侯乙编钟”的叙述错误的是 A．“曾侯乙编钟”的组成材料是合金 B．“曾侯乙编钟”保存在干燥通风环境中 C．“曾侯乙编钟”在土壤中主要发生化学腐蚀 D．“曾侯乙编钟”表面绿色物质的主要成分是 【答案】C 【解析】A．曾侯乙编钟为合金制品，故A正确； B．金属制品在潮湿环境中容易生锈，应保存在干燥通风环境中，故B正确； C．在土壤中铜锡合金在潮湿的环境下会与碳形成原电池，碳作原电池的正极，铜做负极，发生吸氧腐蚀，该过程是电化学腐蚀的过程，故C错误； D．表面绿色物质为铜锈，主要成分是，故D正确； 故选C。 8．（23-24 广东佛山·阶段练习）把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和试液混合溶液的培养皿中，经过一段时间下列说法中正确的是 A．附近产生黄绿色气体 B．附近铁受保护而几乎不被腐蚀 C．附近很快出现蓝色沉淀 D．附近开始时无明显现象 【答案】D 【解析】A．溶液中的H+在Ⅰ处得电子，Ⅰ附近产生氢气，为无色气体，A错误； B．Ⅱ附近铁为阳极，铁失电子生成亚铁离子，铁被腐蚀，B错误； C．第二个装置是原电池，Zn为负极，Fe为正极，Ⅳ附近O2得电子生成OH-，溶液中没有亚铁离子，不会出现蓝色沉淀，C错误； D．第二个装置是原电池，Zn为负极，失电子生成锌离子，所以开始时，Ⅲ附近无明显现象，D正确； 故选D。 9．（24-25 广东珠海·阶段练习）一种新型无隔膜水系可充电电池的工作原理如图所示，工作一段时间后，电极b上检测到MnOOH和少量。下列叙述不正确的是 A．放电时，电极a材料为Zn B．放电时，电极b存在反应： C．充电时，电极b电势比电极a高 D．充电时，电极a增重0.65g，电极b消耗了0.020mol MnOOH 【答案】D 【解析】A．根据分析可知，放电时电极a为负极，材料为Zn，A正确； B．根据分析可知，放电时，电极b为正极，存在电极反应：，B正确； C．充电过程中，电极b为阳极，电极a为阴极，其电势高于电极a，C正确； D．充电时，电极a增重0.65g，转移0.02mol电子，b电极存在2个电极反应，导致电极b消耗MnOOH物质的量小于0.020mol，D错误； 答案选D。 10．（24-25 黑龙江哈尔滨·开学考试）用铅蓄电池处理含有氯化铵的废水装置如图，下列说法错误的是 A．电势：a电极低于b电极 B．当铅蓄电池中生成36 g水时，N室增加的离子的总物质的量为2 mol C．c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．出口二的溶液可以经过阳离子交换树脂制备硫酸 【答案】B 【解析】A．由分析可知，a为阴极，b为阳极，电解池中阳极电势较高，则电势：a电极低于b电极，A正确； B．根据铅蓄电池总反应： PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，生成36g水(2mol水)，转移2mol电子，通过交换膜的有2molNa+和2molCl-，N室增加的离子的总物质的量为4mol，B错误； C．根据分析可知，c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，C正确； D．出口二物质为硫酸和硫酸钠的混合物，经过阳离子交换树脂可以制备硫酸，D正确； 故选B。 11．（23-24高二下·四川成都·开学考试）某化学兴趣小组利用电解原理设计如图所示装置，拟将氨转化为高纯氢气。下列有关说法错误的是 A．电解一段时间，阴极区溶液pH值变大 B．电解过程中OH−从右向左移动 C．阳极区电极反应式为：2NH3-6e−+6OH−=N2+6H2O D．工作一段时间，左池消耗22.4 LNH3时，右池溶液减少54 g 【答案】D 【解析】A．根据图示可知：右边为电解池的阴极，KOH溶液中阳离子放电能力：H+＞K+，所以阴极的电极反应为：2H2O+2e−=2OH−+H2↑，反应产生OH-，为维持电荷守恒，溶液中同时OH−向左移动，故溶剂量减少，碱溶液浓度变大，溶液pH变大，A正确； B．在上述装置中，左边为阳极，右边为阴极。阳极上NH3失去电子被氧化为N2，电极反应为：2NH3-6e−+6OH−=N2+6H2O；右边为阴极，电极反应为：2H2O+2e−=2OH−+H2↑，左边消耗OH-，右边产生OH-，为维持电荷守恒，电解过程中OH−从右向左移动，B正确； C．根据装置图可知：左侧的阳极电极反应式为：2NH3−6e−+6OH−=N2+6H2O，C正确； D．未注明是否是标准状况下22.4 L的NH3，无法确定其物质的量，也就无法计算溶液中物质质量变化，D错误； 故合理选项是D。 12．（23-24高二上·江西吉安·期末）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是 A．电流由Y极通过外电路流向X极 B．电池工作时，通过离子导体移向X极区 C．X极发生的反应为 D．Y极每生成1 mol Cl2，X极区得到2 mol LiCl 【答案】A 【解析】A．加入盐酸，X极上生成氢气，发生还原反应：，X极为正极，Y极上发生氧化反应：，Y极是负极，在外电路中电流由正极流向负极，A错误； B．电池工作时，向X极区移动，B正确； C．X极上生成氢气，发生还原反应：，C正确； D．Y极每生成1 mol Cl2，转移2 mol电子，有2 mol 向正极移动，则X极区得到2 mol LiCl，D正确； 答案选A。 13．（24-25高二上·河南·开学考试）一种Al、H2O2燃料电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Al电极为负极，发生氧化反应 B．电解质溶液中OH-向Al电极移动 C．Al电极发生的电极反应为 D．电子由Al电极通过电解质溶液流向Pt电极 【答案】D 【解析】A．根据分析可知Al为负极，失电子发生氧化反应，故A正确； B．电解质溶液中的阴离子向负极移动，铝为负极，因此OH-向Al电极移动，故B正确； C．电解质溶液是KOH溶液，Al与OH-反应，所以电极反应为，故C正确； D．电子由负极通过外电路流向正极，Al为负极，Pt电极为正极，因此电子由Al电极通过电解质溶液流向Pt电极，故D错误； 故答案选D。 14．（23-24高二上·陕西渭南·期末）用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法错误的是 A．该装置的总反应为 B．从a极经阳离子交换膜移向b极 C．该装置将化学能转化为电能 D．工作一段时间，a极附近溶液碱性会减小 【答案】A 【解析】A．电解质溶液为碱性溶液，最终生成氯化钾，而不是氯化氢，该装置的总反应为，A错误； B．a为原电池的负极，b为原电池的正极，故从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确； C．该装置为原电池装置，故该装置将化学能转化为电能，C正确； D．工作一段时间，a极H2-2e-+2OH-=2H2O，所以附近溶液碱性会减小，D正确； 故选A。 15．（2024·安徽·模拟预测）利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++OH-＝H2O设计原电池 【答案】C 【解析】A．根据分析，可知负极发生Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl的过程，故负极的电解质溶液可为含Cl-的可溶盐溶液，KCl溶液或NaCl溶液等均可，A项正确； B．由分析可知，正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液，溶液中的Ag+得电子生成Ag，B项正确； C．负极Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl，C项错误； D．根据原电池工作原理可知，将反应H++OH-＝H2O设计原电池时，正负极电极均为石墨，负极上通入H2，电解质溶液为强碱性溶液，正极电解质为稀硫酸溶液，盐桥为KNO3琼胶，D项正确； 答案选C。 16．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的降低 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 【答案】C 【解析】A．电极加入含的废水，产生氮气，氮元素化合价降低，得到电子，所以电极是正极；则电极为负极，并且电极区内溶液不显碱性，所以电极反应式为：，A错误； B．电极是正极，电极反应式为：，B错误； C．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在放电时阴离子移向左侧负极，阳离子移向右侧的正极，所以该电池工作时，离子交换膜和分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C正确； D．高温会导致厌氧菌、反硝化菌蛋白质等微生物发生变性而失去其生理活性，导致电池失效，因此该电池不能在高温下工作，D错误； 故选C。 二、非选择题（本大题共4小题，共56分） 17．（24-25高二上·福建龙岩·阶段练习）将电能转化为化学能在生活生产和科学研究中具有重要意义。某学习小组用石墨电极持续电解溶液。 实验 时刻 现象 a极析出红色固体；b极产生气体用湿润的碘化钾淀粉试纸检验，试纸变蓝。 a极产生白色沉淀；a极附近溶液变为黄绿色；b极产生气体 … … a极产生气体；b极产生气体 (1)t₁时刻，a极析出铜的电极反应式为 。 (2)从a极刮取白色沉淀(含少量红色固体)，经检验含CuCl、Cu。 已知：，CuOH(黄色，不溶)(红色，不溶) ①白色沉淀A为AgCl，试剂1是 。 ②向试管ⅰ中加入NaOH溶液，生成的黄色沉淀很快转变为红色。解释沉淀由黄色变红色发生的化学反应方程式 。 ③证实从a极刮取的白色沉淀中含有CuCl的理由是 。 (3)针对CuCl沉淀是如何产生的，小组提出两种假设。 假设1：由电极反应产生：。 假设2：除电极反应外，也可由氧化还原反应产生CuCl，请用离子方程式说明： 。 (4)时a极未产生气体，而时a极产生气体。原因是 。 (5)镀铜工业中，电镀液以、为主，同时含和添加剂。过多的会使镀层出现白色胶状薄膜。电镀前向电镀液中加入适量(微溶)固体能有效解决该问题，写出发生的离子反应方程式 。 【答案】(1) (2) 硝酸酸化的溶液 加入硝酸酸化的溶液产生白色沉淀，沉淀为AgCl，可判断固体中含有CuCl (3) (4)时未反应完全，时铜离子反应完全 (5)，能消耗过多的 【解析】（1）t₁时刻，a极析出铜的电极反应式为。 （2）①根据白色沉淀(含少量红色固体)，经检验含CuCl、Cu，则白色沉淀A为AgCl，试剂1则是硝酸酸化的溶液。 ②向试管ⅰ中加入NaOH溶液，生成的黄色沉淀很快转变为红色。根据已知信息，沉淀由黄色变红色发生CuOH(黄色，不溶)(红色，不溶)，化学反应方程式。 ③证实从a极刮取的白色沉淀中含有CuCl的理由是加入硝酸酸化的溶液产生白色沉淀，沉淀为AgCl，可判断固体中含有CuCl。 （3）溶液中有Cl-和Cu2+，则由氧化还原反应产生CuCl应是Cu参与了反应，离子方程式：。 （4）a极是阴极，时a极未产生气体，而时a极产生气体，原因是时铜离子未反应完全，时铜离子反应完全。 （5）电镀液以、为主，同时含和添加剂，过多的会使镀层出现白色胶状薄膜。电镀前向电镀液中加入适量(微溶)固体能降低Cl-浓度，有效解决该问题，发生的离子反应方程式：，能消耗过多的。 18．（24-25高二上·福建龙岩·阶段练习）回答下列问题。 (1)装置甲中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (2)装置乙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，阳极的电极反应式是 。 (3)电化学在物质制备、新材料和环境保护等方面具有独到的应用优势。高铁酸钠()是一种新型水处理剂，强碱性条件下稳定存在。电解法制备的工作原理如下装置所示，阳极的电极反应式为 ，当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量增加 克。 (4)一种二氧化碳的富集装置如图所示，电极a的电极反应式为 。 (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，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，阴极电极反应式为 。 【答案】(1) (2) (3) 79 (4) (5) 负 【解析】⑴①电解质溶液为氢氧化钾的氢氧燃料电池的正极反应式为：，负极反应式为：； ②电解质溶液为氢氧化钾的乙烷—氧气燃料电池的正极反应式为：，负极反应式为：； ⑵铅蓄电池的放电时的正极反应式：，负极反应式：； 充电时阳极反应式：，阴极反应式为：； ⑶如图所示：强碱性条件下，电解法制备的阳极的电极反应式为：； ⑷根据图示可知：a电极反应式为：； ⑸根据题干和图示可知：钢制品作阴极，连接直流电源负极，电镀铝负极应生成单质铝，所以阴极反应式为：。 （1）根据分析可知：装置甲中正极反应式为；若将换成，则负极反应式为：。 （2）根据分析可知：铅蓄电池的放电时的正极反应式:。 （3）①根据分析可知：电解法制备的阳极的电极反应式为：。 ②当外电路转移3 mol电子时，阳极区溶液质量变化来自金属铁的溶解以及氢氧根离子的移动，当转移3mole-时，铁溶解引起阳极区溶液质量增加，从中间的隔室转移过来3molOH-，引起阳极区溶液质量增加,阳极区溶液质量共增加79g。 （4）根据分析可知：电极a的电极反应式为：。 （5）根据分析可知：根据题干和图示，钢制品作阴极，连接直流电源负极，电镀铝负极应生成单质铝，所以阴极反应式为：。 19．（23-24高二上·天津河西·期末）某化学小组同学设计实验探究钢铁的腐蚀与防护。按要求回答下列问题。 (1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，由此可推测铁元素常见化合价有 。 (2)对比图1、2、3装置，工作时： ①铁棒腐蚀速率最大的是图 (填序号) ②图3装置中阴极反应式为 ；该装置中总反应的离子方程式为 。 ③利用上图涉及的实验用品，再自选一种常见金属棒，在下边的方框内画出一个可以防护铁棒腐蚀的电化学装置图，并标注电极名称、电极材料和电解质溶液 。 (3)利用如下图4所示装置及试剂，测定具支锥形瓶中压强()随时间()变化关系的曲线如图5、溶解氧()随时间()变化关系的曲线如图6. ①该实验的目的是利用溶氧和压强传感器定量探究 。 ②对比图5、6曲线，可推知时，体系构成的原电池正极的反应物主要是 。 ③以上测试实验过程中，负极反应式为 。 ④时，正极反应式为 。时，铁粉发生腐蚀的类型为 。 【答案】(1) 3d64s2；+2、+3； +2、+3； (2) 2 (3) 铁与碳粉在不同pH下酸性溶液中，发生电化学腐蚀的类别 氧气 ， 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 【解析】（1）Fe为26号元素， 价层电子排布式为3d64s2，最外层2个电子，化合价有+2，d能级上5个电子稳定，故失去3个电子达到稳定，化合价有+3； 故答案为：3d64s2；+2、+3； （2）①图1中，没有构成原电池，则铁发生化学腐蚀； 图2中，构成原电池，铁作负极，加快了腐蚀速度； 图3中，铁作阴极，该电解池对阴极起到了保护作用，为外加电流保护法； 综上，铁棒腐蚀的速度：图2＞图1＞图3； 故答案为：2； ②铁作阴极，溶液中的阳离子发生还原反应，；阳极吸引溶液中的阴离子氯离子反应，则总方程式为 故答案为：；; ③利用图2原电池的原理，选择金属铁、金属锌作为电极，食盐水作电解质溶液，锌的化学性质比铁活泼，故锌作负极先发生反应，铁被保护，； 故答案为：； （3）①根据分析，该实验的目的是利用溶氧和压强传感器定量探究铁与碳粉在不同pH下酸性溶液中，发生电化学腐蚀的类别； 故答案为：铁与碳粉在不同pH下酸性溶液中，发生电化学腐蚀的类别； ②酸性很弱性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小； 故答案为：氧气； ③不论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，铁作负极，发生氧化反应； 故答案为：； ④pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，锥形瓶内溶解氧减少，说明消耗氧气，则正极的电极反应有，，； 若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的气体压强会有下降，而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明图中反应除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变； 故答案为：，；析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 20．（24-25 福建厦门 ）电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。 I. (1)如下图所示装置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的五块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是 。 (2)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图。 ①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为 。 ②若用该电池电解精炼铜，氧气放电的电极应接 (填“纯铜”或“粗钢”)，消耗标况下22.4 L O2能生成的纯铜 g。 Ⅱ．电镀不仅能让铁制品更美观还能保护其不被腐蚀，下左图装置中电极a、b分别为纯Ag电极和铁制品，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两个电极上收集到气体如图。 (3)直流电源中，M为 极，电极c、d所在池的总反应的化学方程式 。 (4)电极(b)的电极反应式为 ，通电一段时间后AgNO3溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅲ．如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。 已知：铅蓄电池的总反应为：。 (5)铅蓄电池工作时，两极增重 (填“相等”或“不相等”)，当外电路上有2 mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。 (6)氯碱工业中采用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜电解槽，若在电解池中D电极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后溶液呈红色，写出C电极的电极反应式 。总反应的化学方程式为： 。 (7)铅蓄电池充电时，B电极与外接电源的 (填“正”或“负”)极连接，其电极反应式为 。 【答案】(1)②①⑤④③ (2) 粗铜 128 (3) 正 (4) 不变 (5) 不相等 2 (6) 阳 (7) 负 【解析】（1）①为原电池，Zn做负极，发生氧化反应； ②为电解池，Zn为阳极，发生氧化反应； ③为电解池，Zn为阴极，发生还原反应； ④锌和氯化钠溶液不反应； ⑤为原电池，Zn做负极，发生氧化反应； 腐蚀速率由快到慢的正确顺序是②①⑤④③，故答案为：②①⑤④③； （2）①该电池为甲烷燃料电池，碱性条件下，甲烷中碳元素由-4价升高至+4价，发生氧化反应，为燃料电池的负极，电极反应式为：，氧元素化合价由0价降低至-2价，为燃料电池的正极，电极反应式为：2O2​+4H2​O+8e−=8OH−，故答案为：； ②若用该电池电解精炼铜，通入氧气一端为正极，氧气放电的电极为电解池的阳极，发生氧化反应，则应接粗铜，故答案为：粗铜； ③通入氧气一端为正极，电极反应式为：2O2​+4H2​O+8e−=8OH−，消耗标况下22.4 L O2即1mol，转移4mol电子，电解池阴极发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，生成2molCu，即128g，故答案为：128g； （3）①电镀时，a电极Ag发生氧化反应，为电解池的阳极；b电极发生还原反应，为电解池的阴极，则M为电源的正极，故答案为：正； ②由①可知，M为电源正极，N为电源负极，则d电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，c电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+ 4H+，总反应式为：，故答案为：； ③b电极发生还原反应，为电解池的阴极，电极反应式为：，故答案为：； ④a电极Ag发生氧化反应，为电解池的阳极，电极反应式为：，b电极发生还原反应，为电解池的阴极，电极反应式为：，则通电一段时间后AgNO3溶液的浓度不变，故答案为：不变； （4）该电池放电时，Pb失电子作负极、PbO2作正极，负极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，正极反应式为：PbO2++2e-+4H+=PbSO4+2H2O，则铅蓄电池工作时，两极增重质量不相等，故答案为：不相等； ②当外电路上有2 mol电子通过时，正、负极共消耗2molH2SO4，故答案为：2； （5）①氯碱工业中，阳极电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+OH-，钠离子向阴极移动，在阴极生成氢氧化钠，则采用阳离子交换膜，故答案为：阳； ②若在电解池中D电极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后溶液呈红色，则D电极为阴极，则C电极为阳极，电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑； ③电解饱和食盐水总反应的化学方程式为：，故答案为：； （6）电解池中D电极为阴极，与铅蓄电池的负极相连，即B电极为负极，C电极为阳极，与铅蓄电池的正极相连，即A电极为正极，故答案为：负； （7）工作时，B电极为负极，则充电时，B电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：，故答案为：。 学科网（北京）股份有限公司 $$