专题1 第二单元 专题探究4 原电池、电解池的串联应用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版2019)

溶解12.8：时，不能计算出转移电子总数，所以通过隔膜的不一 定为0.4mol,D项错误。 6.D解析：根据题意分析，氧化铁固体逐渐溶解，可能电解产生了氢离 子形成酸性溶液，则1室中铜离子得电子形成铜单质，氯离子通过阴 离子交换膜迁移至Ⅱ室，电极I为阴极，电极Ⅱ为阳极，Ⅲ室的水失 去电子形成氧气和氢离子，电极反应式为2H,0-4e一02↑+4H 产生的氢离子通过质子交换膜迁移至Ⅱ室，迁移的氟离子和氢离了子 形成盐酸溶液，溶解氧化铁固体。根据分析，电极【为电解池的阴 极，连接电源的负极，则a为负极，b为正极，A错误：石墨电极Ⅱ为阳 极，电极反应式为2H20-4e一02↑+4H,向石墨电极Ⅱ附近滴加 石蕊溶液，应出现红色，B错误；通电后，I室溶液中的铜离子得电子 形成铜单质附着于电极I上，质量增加，C错误；当0.01mol氧化铁 完全溶解时，根据反应方程式Fe0,+6HC一2FeC,+3H,0可知， 消耗0.06 mol HC1需要0.06mol氢离子，根据电极反应式2H20-4c 一02T+4H,共转移电子0.06mol,则根据阴极电极反应式 Cu2++2e一Cu,失去高子0.03ml,同时迁移至Ⅱ室的氯离子共 0.06mol,总共减少质量为64g·mal1×0.03mol+35.5g·mol1× 0.06mol=4.05g,D正确。 压轴挑战 7.(1)负极Br-6e+3H20=B03+6H(2)H20 (3)CH,0H-6e+H20=C0,↑+6H(4)①纯關②D(5)> (6)cj 解析：I,图1甲池的b极上B失去电子生成BO;,发生氧化反应 则b是阳极与电源正极相连，a为阴极与电源负极相连，BO;进人乙 装置，在催化剂作用下生成B和Z,Z是02。(1)由分析可知，电极 a为阴极与电源负极相连：b极上Br失去电子生成BO;,电极反应 式为Br-6e+3H0B05+6H。(2)总反应中生成物是氣气和 氧气，因此补充的物质Y为H20。Ⅱ.(3)根据装置甲溶液内H移 动方向，原电池内部阳离子向正极移动，B为燃料电池的正极，A为 燃料电池的负极，发生氧化反应，酸性条件下甲醇失去电子生成C02 和H,电极反应式为CH,0H-6e+H,0C02↑+6H。(4)乙装 置中C与燃料电池的正极相连为阳极，D为阴极，若用于粗铜精炼 则相铜作阳极，精铜作阴极，D电极是纯铜：若用于电镀，则镀层金属 作阳极，镀件作阴极，则镀件是D。(5)溶质为C山(NO,)2和 X(NO,),,且均为0.1mol的混合溶液，Cu2+和X+均为0.1mol,若 0.1 mol Cu2+生成0.1mlCu单质需要0.2mol电子，若0.1molX+生 成X单质，需要0.3m0l电子，由图可知，0.2mol电子转移，固体质量 不再变化，说明析出的是Cu,氧化性强的离子先得电子析出，C+的 氧化性大于X。(6)阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通 过，甲室是阳极室，戊室是阴极室，电解时乙室中阴离子移向甲室，乙 室中阳离子移向丙室，丁室中的阳离子移向戊室，阴离子移向丙室 则乙室和丁室中部分离子的浓度减小，利下的物质主要是水，談水的 出口为ejo 专题探究3隔膜技术在电化学中的应用 黑 专题强化 题号1234 答案ACDD 1.A解析：与电源正极相连的石墨电极为阳极，H,0失电子生成H 和02，H通过a膜进人产品室，则a膜为阳离子交换膜：与电源负极 相连的石墨电极为阴极，H,0得电子生成H,和OH,从NaOH溶液 的流向看，其浓度应增大，所以Na*通过e膜流向N室，c膜为阳离子 交换膜：B(OH):通过b膜流向产品室，则b膜为阴离子交换膜。产 品室中，通过a膜进人的H与通过b膜进人的B(OH):发生反应： B(OH):+H一H,B03+H20,去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解 液，会影响HB03的纯度，A错误：N室中与电源负极相连的石墨电 极为阴极，H20得电子生成H2和0H,电极反应式为2H20+2e H2↑+20H,B正确：产品室中，通过a膜进人的H与通过b膜 进入的B(OH):发生反应生成HBO3,可以推知HBO3可以发生反 选择性必修第一册·SJ 应H,B03+H20一B(0H)4+H,则H,B03为一元弱酸，C正确：由 分析可知，a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，D正确。 2.C解析：电极b加入含NO;的废水，产生氮气，氮元素化合价降低， 得到电子，所以b电极是正极，则a电极为负极，并且a电极区产生 C02,溶液不显碱性，所以电极反应式为CH120。-24。+6H,0 6C02↑+24H,A错误：b电极是正极，电极反应式为2N0+6H20+ 10eN2↑+12OH,pH升高，B错误：根据间种电荷相互排斥 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 向右侧正极，所以该电池工作时，离子交换腿℃和d分别为阴离子交 换膜和阳离子交换膜，C正确：高祖会导致厌氧菌、反硝化细菌等微 生物的蛋白质发生变性面失去其生理活性，导致电池失效，因此该电 池不能在高温下工作，D错误。 3.D解析：根据题意两极均得到副产品NHNO,可知，Ⅱ室废水中 的NH移向I室、NO1移向Ⅲ室，根据电解袍中阳离子向阴极移动、 阴离子向阳极移动，则1室石墨电极为阴极、Ⅲ室石墨电极为阳极： 阴极所连的a极为电源负极，阳极所连的b极为电源正极。由分析 可知，a极为电源负极，b极为电源正极，a极电势低于b极电势，A铅 误：c膜通过的是NH,故c膜应为阳离子交换膜，d膜通过的是 NO1,故d膜为阴离子交换膜，B错误：阴极上H得电子生成氢 气：2H+2©°一H2↑，然后迁移过来的铵根离子和硝酸根离子生成 硝酸做，C错误：阳极的氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧 气：40H-4e=2H20+02↑，则当电路中通过1mol电子时，阳极 会有0.25ml02生成，在标准状况下的体积为5.6L,D正确。 4.D解析：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动. 溶液中的Na向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2 的产物为NOH溶液，A错误：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动，溶液中的B向阳极移动，与双极膜提供的氢离 子结合，故出口4的产物为HB溶液，钠离子不能通过双极膜，故出 口5不是疏酸，B错误：结合选项B,B不会从盐室最终进人阳极液 中，C错误：电解池阴极处发生的反应是物质得到电子被还原，发生 还原反应，水解离成H和0H,则在阴极处发生的反应为2H+2© 一H2↑，D正确。 专题探究4原电池、电解池的串联应用 黑题 题号1 2 答案CC 1.C解析：将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深，说明通电时氢氧 化铁胶粒移向该极，则W是阴极，N是电源负极、M是正极：X是阳 极、Y是阴极。W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是电源负 极、M是正极，A正确：X是阳极、Y是阴极，X极发生反应2H20-4e 一02↑+4H+:Y极发生反应Cu2++2e一Cu,根据得失电子守 恒，电极X和Y产生的单质的物质的量之比为1：2，B正确：若甲装 置中盛有足量CS0,溶液，X极放出氧气、Y极生成单质铜，通电一 段时间，加人适量C0可以使溶液恢复原状，C错误：乙装置U是阳 极、R是阴极，欲用乙装置给钥镀银，银作阳极、铜作阴极，U极应该 是Ag,电戟液选择AgNO,溶液，D正确。 2.C解析：阳极的电极反应式为2H20-4e一02↑+4H,当电路中 转移1mle时，生成8gO2从溶液中逸出，同时有1mdlH*通过离 子交换膜向阴极室迁移，所以阳极室溶液质量共减少9g,A正确：阳 极室产生H,阴极电极反应式为2CH2=CHCN+2+2e= NC(CH2),CN,消耗H,应选用阳离子交换膜使H通过离子交换膜 由阳极室向阴极室迁移，B正确：通人甲烷一极的电极反应式为 CH4-8e+10OHC0方+7H20,石墨电极b上的电极反应式为 2CH2一CHCN+2H*+2e一NC(CH2),CN,每个电池甲烧通人量均 为5.6L.(标准状况)且反应完全，则电路中转移电子为2m©l,理论上 最多能获得1 mol NC(CH,),CN,C错误；根据题意，与传统有机合成 相比，电化学有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效率 高，D正确。 黑白题10 3.(1)CH30HCH0H+80H-6e=C0号+6H20(2)氧化 2H,0+20通电C,↑+20H+H↑F0-2e一Pe2”(3)增加 0.4mal27g(4)02+2H20+4e40H 解析：将电路接通后，向乙中滴人酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说 明Fe为阴极，C为阳极，则c为阳极，d为阴极，甲装置左边为负极， 右边为正极，丁池中X是阳极，Y是阴极。(1)甲装置左边为负极 右边为正极，则a处通人的是CHOH,电极上发生的电极反应式是 CH,0H+80H-6e一C0}+6H20。(2)乙为电解饱和食盐水，石 墨电极是阳极，发生氧化反应，生成氯气，其总反应的离子方程式 是2H,0+20道电C,t+20H+H,↑：如果两极互换，Fe为阳极是 活泼电极，发生反应为Fe-2e一Fe2”。(3)丙装置中电解精炼粗 铜，d是阴极，电极方程式为Cu2·+2c一Cu,若该电极质量增加了 12.8g,则生成Cu的物质的量为 4g·m=0.2mml,转移0.4ml 12.8g 电子，乙装置中产生0.2 mol Cl2和0.2molH2,共0.4mol气体：丁装 置发生反应CuC,通电C,↑+Cu,溶液减少0.2ml氯化铜，质量 为27g。(4)乙装置中两电极用导线直接相连形成原电池，发生的是 吸氧腐蚀，则石墨(C)电极上发生的电极反应为02+2H0+4e =40H。 第二单元阶段综合 黑面 阶段蹈化 题号12345678910 答案DCBBBDCDCC 1.D解析：电解稀硫酸，实质是电解水，疏酸的物质的量不变，但溶液 体积减小，浓度增大，A项错误：电解稀NOH溶液，实质是电解 水，N✉0H溶液浓度增大，B项错误：电解Na2S0,溶液，实质是电解水，故 在阴极析出H2,阳极析出02，两者的物质的量之比为2：1，C项错误；电 解CuC2溶液时，阴极反应式为Cu+2e一Cu,阳极反应式为 2C-2eCl2↑，Cu和C12的物质的量之比为1：1D项正确。 2.C解析：由电池反应可知，铁作负极，铁失去电子发生氧化反应。 C项中，由于锌的活泼性大于铁，故锌作负极，发生氧化反应，与电池 反应不符。 3.B解析：用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极产生的气体为氧气， 由2H20-4c02↑+4H知，产生0.01mol的氧气转移0.04mol 电子，则根据Cu2+2eCu可推出应析出0.02mol的铜，其质量 为1.285 4,B解析：m极附近CN发生氧化反应为负极，电极反应为2CN- 10e+120H一2C0+N2↑+6H20,b极为电池正极，电极反应 为2H+2e一H2↑。#极附近CN发生氧化反应，a极为电池负 极，b极为电池正极，A错误：a极CN发生氧化反应，电极反应式为 2CN°-10e+120H一2C03+N2↑+6H,0,B正确；右室中b极发 生的电极反应为2H+2。一H2↑，不断被消耗，pH增大，C错 误：阳离子向正极移动，Na向b极也就是向右室迁移，D错误。 5.B解析：由电极上物质的变化可知，左边电极氨元素化合价降低，发 生还原反应，为正极：右边电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，为 负极。石墨I上氨元素化合价降低，发生还原反应，为正极，A错误： 02为阴离子，阴离子由正极移向负极，B正确：石墨Ⅱ上发生氧化反 应，电极反应式为C0-2c+02-一C02,C错误：未说明气体是否为 标准状况下的体积，难以计算氯气、电子的物质的量，D错误 6.D解析：铅碳电池放电时，Pb+C为电池负极，P02为电池正极，充 电时P%+C为电解池阴极，PbO2为电解池阳极，传统铅酸蓄电池放 电总反应：P%+Pb02+4H+2S02一2PhS0,+2H20。铅碳电池放 电时，Pb+C为电池负极，P0,为电池正极，充电时Ph+C为电解池 阴极，Ph02为电解池阳极，A错误：传统铅酸蓄电池放电总反应：Pb+ P%02+4H+2S0一2PbS0,+2H20,B错误；传统铅酸蓄电池的缺 点是比能量低、笨重，且由于含有重金属、酸，随意丢弃会对生态环境 和人体健康造成危害，C错误：铅碳电池中碳材料的加入，可抑制铅！ 正本参考答案 酸电池的“负极硫酸盐化”，防止PS0,在负极沉积附着，可延长电 池使用寿命，D正确。 0 OH 7.C解析：由图可知，原电池工作时冷端 ,发生加氢反 OH OH 应，热州 ,发生去氢反应，即冷端发生得电子的还原反 H 应，热端发生失电子的氧化反应，则冷端为正极，热端为负极，正极反 OH OH 0 应为+2e+2H- ,负极反应为 -2e7 +2H。由 0 OH OH 0 分析可知，P:热端>冷端，A错误：由分析可知，冷端电极为正极，则 热端电极为负极，B错误；结合两端反应，对醒、对苯二酚浓度不变， 不需要补充，C正确：含羧酸的钠米颗粒在不同温度下膨胀或收缩 从而释放或吸收H驱动电极反应发生，则温差恒定时该电池能持续 工作，形成连续的反应和持续的电流，不需要充电恢复，所以不是二 次电池，D错误。 8.D解析：催化电解KNO3溶液制氨，硝酸钾发生还原反应，则电极a 为阴极、电极b为阳极，双极膜界面产生的H移向阴极，而OH移向 阳极，阴极反应式为N0;+7H20+8e一NH,·H20+90H,阳极反 应式为80H-8e一202↑+4日20，电解总反应为N0:+3H20 一NH3·H20+202↑+0H。由分析可知，b为阳极，n为阴极，则 电极电势：电极b>电极a,A正确：由分析可知，电极Ⅱ为阴极，电极b 为阳极，双极膜界面产生的H移向阴极，而OH移向阳极b,B正 确：电极a为阴极得到电子，反应式为N0;+7H20+8e NH3·H20+90H,C正确：每生成1 mol NH3·H20转移8mdl电 子，则双极膜处有8malH20离，产生的8mol0H移向电极b所 在的Ⅱ室且全部放电，因此Ⅱ室中KOH的物质的量不变，D错误。 9.C解析：该装置为电解池，Ni,P电极上RCH2NI2失电子生成RCN, 发生氧化反应，所以NP为阳极，与电源正极相连，电极反应为 RCH2NH2-4e+4OH一RCN+4H2O,消耗OH,CoP电极上硝基 苯变为偶氮化合物：2「 一N0:+8c+4H,0一80H+ ,发生还原反应，为电解池的阴极，与电源负极相连。 OH向阳极移动，离子交换膜为阴离子交换膜。若用铅蓄电池作电 源，工作时负极材料是Pb,CP电极为电解池的阴极，与电源负极相 连，故与P%相连，A错误：根据分析，离子交换膜为阴离子交换膜， OH向阳极移动，从CoP电极移动至N2P极，B错误：根据分析，阴极 的电极式为2[ -N0+8e+4H,0一80H+ 成1m©l偶氯化合物，需转移8mol电子，C正确：根据分析，i2P电 极反应式为RCH,NH2-4e+40H一RCN+4H20,D错误。 10.C解析：图中为放电过程，放电时Z电极失电子，而惰性电极得到 电子，可知放电时，Z电极为负极，惰性电极为正极，交换膜M为阳 离子交换膜，交换膜N为阴离子交换膜：充电时，Z如电极连接电源 负极作为电解池的阴极，惰性电极连接电源正极作为电解池的阳 极。由分析可知，放电时，Z电极为负极，A正确：由分析可知，放 电时，硫酸钾溶液中的钾离子通过阳离子交换膜M向右移动，硫酸 根离子通过阴离子交换膜N向左移动，加电极的电极反应式为 Zm-2e+40H一[Zn(0H)4]2,则当消耗6.5g锌时，转移 黑白题11专题探究4原电池 黑题 专题强化 1.(2025·河南郑州高二期中)如下图所示的装 置中，X、Y、Q、W都是石墨电极，将电源接通 后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正 确的是 硫酸钢溶液 氨氧化铁胶休 甲 A.电源的M极为正极 B.电极X和Y产生的单质的物质的量之比 为1：2 C.若甲装置中盛有足量CuS0,溶液，通电 段时间，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢 复原状 D.欲用乙装置给铜镀银，U极应该是Ag,电 镀液选择AgNO,溶液 2.(2024·安徽马鞍山高二月考)用 电合成法先以丙烯为原料制备丙 视频讲解 烯腈(CH,=CHCN),再用丙烯腈电解合成己 二腈[NC(CH2),CN]。某研究小组利用如图 所示两个甲烷燃料电池串联后作为电源电解 合成己二腈，下列有关说法不正确的是( K 石 NC(CH.CN 电极 KOH落液 KOTI溶液 A.当电路中转移1mole时，阳极室溶液质量 减少9g B.离子交换膜应选用阳离子交换膜 C.若每个电池甲烷通入量均为5.6L(标准状 况)且反应完全，则理论上最多能获 专题1 电解池的串联应用 很时：20min 得2 mol NC(CH2),CN D.与传统有机合成相比，电化学有机合成法 反应条件温和、反应试剂纯净且生产效 率高 3.(2025·河南南阳高二期中)能源的开发、利 用与人类社会的可持续发展息息相关。如图 所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电路接 通后，向乙中滴人酚酞溶液，在Fe电极附近 显红色。其中装置乙、丙、丁中溶液均为足 量，回答下列问题： 电 电糖 离子交换膜 纯和(CI溶液(s0溶液Cu(L溶液 两 (1)甲装置是甲醇燃料电池（电解质溶液为 KOH溶液)的结构示意图，则a处通人的是 (填“CH,OH"或“O,”),其电极上发 生的电极反应是 (2)在乙装置中，石墨(C)电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应：乙装置 中总反应的离子方程式是 。 若把乙装置两电极互换，铁电 极的电极反应式为 (3)丙装置为电解精炼粗铜装置，当d极质量 (填“增加”或“减少”)12.8g时，装 置乙中产生气体的总物质的量为 装置丁中电解质溶液质量减少 (4)若将乙装置中两电极用导线直接相连 形成原电池，则石墨(C)电极上发生的电极 反应为 黑白题027 第二单元 黑题 阶段强化 1.用惰性电极进行电解，下列说法正确的是 ( A.电解稀硫酸，实质是电解水，故溶液浓度 不变 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH,故溶液 浓度减小 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出 产物的物质的量之比为1：2 D.电解足量氯化铜溶液，在阴极上和阳极上 析出产物的物质的量之比为1：1 2.某原电池的电池反应为Fe+2Fe+—3Fe2+ 与此电池反应不符的原电池是 ( A.铜片、铁片、FeCl溶液组成的原电池 B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C.铁片、锌片、Fe(SO,)3溶液组成的原电池 D.铜片、铁片、Fe(NO,)3溶液组成的原电池 3.用惰性电极电解硫酸铜溶液。若阳极上产生 气体的物质的量为0.01mol,阴极无气体逸 出，则阴极上析出铜的质量为 ( A.0.64g B.1.28g C.2.56g D.512g 4.(2025·湖南长沙高二月考)某新型电池可以 处理含CN的碱性废水，同时还可以淡化海 水，电池构造示意图如下所示。下列关于该 电池工作时的说法正确的是 ( 游水 稀硫酸 0月 右室 N 生物膜 离子交高子交 换溪⊥换溪Ⅱ A.b极为电池的负极 B.a极发生的电极反应为2CN-10e+120H —2C0}+N2↑+6H,0 选择性必修第一册·SJ 阶段综合 限时：35min C.电池工作一段时间后，右室溶液pH减小 D.海水中的Na通过离子交换膜I向左室迁移 5.(2025·四川绵阳高二月考)某科研机构将汽 车尾气中的NO和C0设计成如图所示的燃 料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列 说法正确的是 () 负找 石是 石是Π -c0 图依氧化物电解质 A.石墨I为负极，发生还原反应 B.电池工作时，02向石墨Ⅱ电极处移动 C.石墨Ⅱ电极反应式为C0+2e+02C0 D.石墨I生成22.4LN2时，外电路中通过 6mol电子 6.(2025·重庆高三月考)我国科学家在国际上 率先用稻壳制备成高性能的电池级碳材料， 该材料是多孔结构，有吸附作用，导电性强。 将该材料混合到传统铅酸蓄电池的铅电极 中，即得到高性价比的铅碳电池。下列有关 说法正确的是 PL 传统裕酸营电池 铅碳电池 A.Pb02比高性能碳活泼，故PbO,作铅碳电 池的负极 B.传统铅酸蓄电池放电时的总反应为Pb+ Pb02+4H=2Pb2++2H20 C.传统铅酸蓄电池比能最高，对环境友好 D.铅碳电池可有效减缓电池的“负极硫酸盐 化”，延长电池使用寿命 黑白题028