第8单元　化学能与电能(2)-【十年砺剑】2026年高考化学一轮复习单元达标检测示范卷

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) ( 姓名 班级 考号 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 答案全解全析 1.C　图Ⅰ装置没有玻璃搅拌器,碎纸条没有充满大烧杯,散热较多,不能用于测定中和反应的反应热,A错误;用图Ⅱ装置探究铁制品生锈,负极材料是Fe,B错误;图Ⅲ装置中Ag电极为阳极,C电极为阴极,总反应方程C正确;铜的电解精炼装置中粗铜应作阳极,连接电源的正极,D错误。 2.D　据题图可知,C1极为阴极,C2极为阳极(关键点)。阳极上Cl-失电子生成Cl2,Cl2能将Ⅲ中S2-氧化为S,则氧化性:Cl2>S,可说明非金属性:Cl>S,A正确;C1极为阴极,电极反应式为Cu2++2e- Cu,B正确;试管Ⅱ中是品红被Cl2氧化而褪色,Ⅳ中是NaOH与Cl2反应使溶液的碱性减弱而褪色,二者褪色原理不同,C正确;若用铜电极替代石墨电极,阳极上铜电极本身失电子被氧化,实验现象不同,D错误。 归纳总结 电解池中离子的放电顺序 (1)阳极 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)作阳极:电极材料失电子,生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨等)作阳极:溶液中阴离子放电,常见阴离子的放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 (2)阴极:溶液中阳离子放电,常见阳离子放电顺序为Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。 3.D　Ⅰ中Fe电极是正极,Zn电极是负极,属于牺牲阳极保护法,负极反应式为Zn-2e- Zn2+,A错误;Ⅱ为外加电流保护法,要保护的Fe电极应与外接电源的负极相连,B错误;Ⅰ中Fe电极与电解质溶液直接接触,可能会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关,C错误;根据实验现象可知,两种保护法均能保护Fe,且用外加电流保护法保护得更好,D正确。 4.C【装置分析】 电极 电极反应式 总反应式 图1 电解 池 阳极 电极 A 2Cl--2e- Cl2↑ O2+4Cl-+2H2O 2Cl2↑+4OH- 阴极 电极 B O2+2H2O+4e- 4OH- 图2 原电 池 负极 Pb/ PbSO4 Pb-2e-+S PbSO4 Pb+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+ 正极 多孔 碳 2Fe3++2e- 2Fe2+ 由上述分析可知,图1中电极B为阴极,用图2装置给图1供电,应该与原电池的负极Pb/PbSO4极相连,A错误;电极B的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,B错误;为了得到产物NaOH,图1应选用阳离子交换膜,使Na+进入右侧生成NaOH,图2放电时H+由负极移向正极,即左侧H+通过质子交换膜移向右侧,C正确;根据放电时总反应方程式,可得其充电时总反应方程式为PbSO4+2Fe2+ Pb+S+2Fe3+,D错误。 5.B　题图装置中电解时,Na+、Mg2+通过膜1向阴极N极移动,A错误;N极的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,然后OH-与Mg2+结合产生Mg(OH)2白色沉淀,为防止其大量堆积,实验时应及时清除N极区产生的白色沉淀,B正确;通过膜1、膜2迁移的阴离子、阳离子遵循电荷守恒,即满足n(Cl-)+2n(S)=n(Na+)+2n(Mg2+),但离子的迁移速率不同,故迁移离子总数不一定相等,C错误;锂电池消耗14 g Li时转移2 mol电子,M极的电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑、2H2O-4e- O2↑+4H+,气体的物质的量大于0.5 mol,D错误。 6.C　牺牲阳极保护法利用的是原电池原理,无外加电流(注意),若b为正极,K连接A时,铁棒为电解池的阳极,加速腐蚀速率,A错误;K连接B时,Fe作负极,被腐蚀,K连接C时,Zn作负极,Fe作正极,即Fe被保护,故后者铁棒的腐蚀速率更慢,B错误;若X为模拟海水,K未闭合时,E点(界面处)O2浓度较大,生成的OH-浓度最大,Fe发生吸氧腐蚀生成的Fe2+在界面处和OH-结合生成Fe(OH)2,而Fe(OH)2经氧化[4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3]并进一步转化为Fe2O3·xH2O形成铁锈,即E点铁锈最多,F点处Fe作负极,Fe放电生成的Fe2+移动至正极(E点),则F点位置腐蚀最严重,C正确;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀,通过观察沉淀量的多少可以判断铁棒腐蚀的程度或防腐的效果,应加入K3[Fe(CN)6]溶液,不是K4[Fe(CN)6]溶液,D错误。 归纳总结 判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对不同腐蚀类型来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,活泼金属腐蚀得越快。 (4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。 (5)纯度越高的金属,腐蚀得越慢。 (6)不纯的金属或合金,在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 7.C　据题图可知,HS在左侧电极得电子发生还原反应生成H2S2O4,左侧电极为阴极,电极反应式为2HS+2e-+4H+ H2S2O4+2H2O;SO2在右侧电极失电子发生氧化反应生成H2SO4,右侧电极为阳极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O 4H++S。右侧电极为电解池的阳极,应和直流电源的正极相连,则b极为直流电源的正极,A错误;由上述分析可知,B错误;阳极区的电极反应为SO2-2e-+2H2O 4H++S,吸收池中反应为2H2S2O4+2H2O+2NO 4HS+4H++N2,由得失电子守恒可知,相同条件下,该装置吸收的SO2和NO的体积比为1∶1,C正确;没有指出气体所处状况(易错点),无法计算气体的物质的量,D错误。 8.D【装置分析】　 结合图示分析可知a为正极,b为负极,正极的电势高于负极,则电极电势:a>b,A正确;阴极是水电离出的H+得电子发生还原反应,即N极的电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,B正确;电路中转移电子所带电量与通过X膜的离子所带电量相同,故有2 mol K+通过X膜,其质量为78 g,C正确;若铁作阳极,则Fe优先放电,Mn无法放电转化为Mn,D错误。 特别提醒 　　书写电解池中的电极反应式时,如果实际放电的离子来自弱电解质的电离,应用弱电解质的化学式表示,在书写总反应的离子方程式时,也要使用弱电解质的化学式。如电解水时,阳极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+。 9.D　电池中Li电极是负极,C电极是正极,SO2Cl2在正极得电子生成SO2,电极反应式为SO2Cl2+2e- 2Cl-+SO2↑,A正确;电解池中Ni电极失电子生成Ni2+,即 g电极为阳极,h电极为阴极,h极连接电池的e极,B正确;Ni2+通过膜a进入Ⅱ室,H2P由Ⅲ室通过膜b进入Ⅱ室,Ⅱ室中H2P与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,Na+通过膜c进入Ⅳ室,所以膜a、c都是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜,C正确;不锈钢电极为阴极,电极上水电离出的H+发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,生成1 mol Ni(H2PO2)2时,电路中转移2 mol电子,同时2 mol Na+通过膜c进入Ⅳ室,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加(易错点),D错误。 10.B　则M极为阳极,A错误;M极为阳极,则a为超钠F1电池的正极,放电时发生还原反应,根据超钠F1电池放电时的电池总反应,可知a极的电极反应式为Mn[Fe(CN)6]+2e-+2Na+ Na2Mn[Fe(CN)6],B正确;精炼铟时,M极上Zn先放电,放电完全后In放电,而纯铟电极上In3+放电,则M极净减的质量不等于纯铟极净增的质量,C错误;开始时粗铟中Zn先被氧化,而阴极只有In3+放电生成In,则电解刚开始一段时间内电解质溶液中c(In3+)逐渐减小,当Zn完全放电后,阳极上In放电生成In3+,阴极上In3+放电析出铟,此时电解质溶液中c(In3+)保持不变,与图2不符,D错误。 11.B　由题图可知,CH2 CHCN在Pb电极生成NC(CH2)4CN,该反应中碳元素化合价降低,发生还原反应,即Pb电极为阴极,PbO2-Ag2O电极为阳极。电子的流向为电源负极→阴极,阳极→电源正极,,A错误;CH2 CHCN在Pb极得电子发生还原反应生成NC(CH2)4CN,电极反应式为2CH2 CHCN+2e-+2H+ NC(CH2)4CN,B正确;H2O在阳极(PbO2-Ag2O电极)失电子得到O2,电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,则PbO2-Ag2O电极附近溶液的pH减小,C错误;若PbO2-Ag2O电极产生33.6 L(标准状况)O2,即生成1.5 mol O2,转移6 mol电子,Pb电极区生成了0.3 mol丙腈,得到0.6 mol电子,则生成副产物丙腈的电流效率为×100%=10%,所以生成目标产物的电流效率不可能高于90%,D错误。 12.(每空2分) (1)CH4+10OH--8e-C+7H2O (2)负　c端试纸变红 (3)0.1　1 (4)4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+　Ag2O或Ag2CO3 解析　 (1)甲烷燃料电池中电解质溶液为KOH溶液,CH4在负极被氧化生成C,电极反应式为CH4+10OH--8e- C+7H2O。(2)结合上述图示分析可知,电源a端为负极,b端为正极。c为阴极,水电离出的H+得电子生成H2,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,溶液呈碱性,可使酚酞试液变为红色,故滤纸c端出现的现象是c端试纸变红。(3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,开始时,阴极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu,无气体产生,阳极上Cl-放电生成Cl2,由图2可知,生成n(Cl2)==0.01 mol,由Cl原子守恒可知,原混合溶液中c(NaCl)==0.1 mol/L;t1~t2 s,阴极上仍为Cu2+放电,阳极上水发生氧化反应生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e- 4H++O2↑,结合图示可知,生成n(O2)==0.005 mol,则同时生成0.02 mol H+,即c(H+)==0.1 mol/L,故pH=1。(4)若C装置中电解质溶液为AgNO3溶液且足量,则阴极上Ag+得到电子生成Ag,阳极上水放电生成O2和H+,总反应的离子方程式为4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+,电解过程中溶液中减少的是Ag、O,故为了使溶液恢复原样,可在反应后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3。 思维升华 　　用惰性电极电解混合溶液时,需结合溶液中阴、阳离子的放电顺序,分阶段讨论阴、阳两极的电解产物;根据电解规律明确各阶段电解的本质,从本质考虑如何使电解质溶液复原。 13.(除标注外,每空2分) (1)氯化钠是离子晶体,其中存在着较强的离子键 (2)阴　作助熔剂,降低氯化钠的熔点,节能减耗,防止钠的挥发(3分) (3)①阳离子交换膜　②盐酸　③Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+ (4)2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O (5)NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ (6)离子交换膜、pH、温度、溶剂(3分) 解析　(1)NaCl是离子晶体,其中存在着较强的离子键,故NaCl晶体的硬度较大,难于压缩。(2)Na+在阴极得电子生成金属钠,即金属钠从阴极析出。NaCl的熔点高,加入CaCl2作助熔剂,可降低NaCl防止生成的Cl2和OH-反应,不能使OH-移向阳极,故要实现烧碱的制备,装置中还需添加阳离子交换膜。②改进后电解槽阳极产生Cl2,阴极产生H2,两种气体通入反应塔中,可制备盐酸。③Cl-失去电子发生氧化反应转化为ClO2,即产生ClO2的电极反应式为Cl--5e-+2H2O ClO2↑+4H+。(4)两极产生的OH-和Cl2反应生成ClO-,其离子方程式为2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O。(5)反应Ⅰ是电解NaCl溶液生成NaClO3和H2,其化学方程式为NaCl+3H2O NaClO3+3H2↑。(6)根据题意可知,NaCl作为基础原料借助电解法可通过控制离子交换膜、pH、温度、溶剂获得不同的产品。 归纳总结 电极反应式书写的注意事项 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) ( 姓名 班级 考号 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 第八单元　化学能与电能（二） 满分100分,限时60分钟 考点1 电解原理　　　　　　　　　　　考点2 电解原理的应用 考点3 金属的腐蚀与防护 一、选择题(本题共11小题,每小题6分,共66分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.下列装置能达到实验目的的是 (　　) 　　　 图Ⅰ 图Ⅱ 图Ⅲ 图Ⅳ A.用图Ⅰ所示装置测定55 mL 1 mol/L盐酸与50 mL 1.1 mol/L NaOH溶液发生中和反应的反应热 B.为探究铁制品生锈,用图Ⅱ所示装置,正极材料是铁 C.用图Ⅲ所示装置实现2Ag+2HCl 2AgCl+H2↑ D.图Ⅳ装置可实现粗铜的精炼 2.某小组探究电解氯化铜溶液的产物,设计如下实验(以石墨为电极): 实验中观察到Ⅱ中品红溶液褪色,Ⅲ中产生浅黄色固体,Ⅳ中溶液褪色。下列叙述错误的是 (　　) A.根据试管Ⅲ中现象可知,Cl的非金属性比S强 B.一段时间后,C1极附着一层红色固体物质 C.上述实验中,试管Ⅱ和Ⅳ的褪色原理不相同 D.如果用铜极替代石墨电极也能得到与上述实验完全相同的实验现象 3.甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理。相同时间后进行如下实验: 实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。 实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。 下列说法正确的是 (　　) A.Ⅰ是牺牲阳极保护法,负极反应式为Fe-2e- Fe2+ B.Ⅱ为外加电流保护法,Fe电极与外接电源的正极相连 C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好 4.氯碱工业能耗大,通过如图1改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法正确的是 (　　) 图1 图2 A.用图2装置给图1供电,电极B接多孔碳极 B.电极B的电极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH- C.图1应选用阳离子交换膜,图2放电时左侧H+通过质子交换膜移向右侧 D.图2充电总反应:Pb+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+ 5.工业上常用电渗析法淡化海水。某小组模拟淡化海水原理,设计如图所示装置。已知锂电池反应为xLi+Li1-xMn2O4 LiMn2O4。下列叙述正确的是 (　　) A.Na+、Mg2+通过膜1向M极区迁移 B.实验时应及时清除N极区产生的白色沉淀 C.通过膜1的离子与同时通过膜2的离子总数一定相等 D.锂电池中消耗14 g Li,M极一定产生0.5 mol气体 6.某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理,下列说法正确的是 (　　) A.若b为正极,K连接A时,铁棒防腐的方式称为牺牲阳极保护法 B.相同条件下,若X为NaCl,K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速率更慢 C.若X为模拟海水,K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多,腐蚀最严重的位置则是F D.若在X溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN)6]溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果 7.如图所示,利用电化学原理可同时吸收处理SO2和NO,下列说法正确的是 (　　) 已知H2S2O4是一种弱酸,不考虑SO2与水的反应及能量损耗。 A.b极为直流电源的负极 B.阳极区电极反应为H2S2O4+2H2O-2e- 2HS+4H+ C.理论上,在相同条件下,该装置吸收的SO2和NO的体积比为1∶1 D.电路中若有2 mol电子转移,则被吸收的气体体积为44.8 L 8.KMnO4是一种重要的化学试剂,电解K2MnO4及某种稀碱性溶液可得到KMnO4、KOH,其工作原理如图所示(电极材料是铁与铂),电解时M电极周围溶液逐渐变成紫红色。下列说法错误的是(　　) A.电极电势:a>b B.N电极的电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑ C.当电路中有2 mol电子转移时,会有78 g离子通过X膜 D.M电极是铁、N电极是铂 9.某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2Cl2 2LiCl+SO2↑。下列说法错误的是 (　　) A.电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e- 2Cl-+SO2↑ B.电池的e极连接电解池的h极 C.膜a、c是阳离子交换膜,膜b是阴离子交换膜 D.生成1 mol Ni(H2PO2)2时,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加46 g 10.铟(In)是制造半导体、电光源等的重要材料。工业上从冶金废料中提取的粗铟中含有锌杂质。以In2(SO4)3溶液为电解质溶液,用电解法精炼铟的装置如图1所示。 已知:①铟和铝位于同主族,性质与铝相似。 ②在金属活动性顺序中,铟排在锌之后;锌、铟的相对原子质量分别为65、115。 ③超钠F1电池放电时电池总反应为2NaxCy+xMn[Fe(CN)6] 2Cy+xNa2Mn[Fe(CN)6](电解质溶液中溶剂为有机溶剂)。 　　 图1 图2 下列叙述正确的是 (　　) A.M极为阴极 B.超钠F1电池放电时,a极的电极反应式为Mn[Fe(CN)6]+2e-+2Na+ Na2Mn[Fe(CN)6] C.精炼铟一段时间后,M极净减的质量等于纯铟极净增的质量 D.精炼过程中,用图2可表示电解质溶液中c(In3+)随时间的变化关系 11.以丙烯腈(CH2 CHCN)为原料,利用电解原理合成己二腈[NC(CH2)4CN],可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物(已知:电流效率=×100%)。下列说法正确的是 (　　) A.电子的流向为电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极 B.Pb电极主要发生的电极反应为2CH2CHCN+2e-+2H+ NC(CH2)4CN C.工作一段时间后,PbO2-Ag2O电极附近溶液的pH增大 D.若PbO2-Ag2O电极产生33.6 L(标准状况)气体,Pb电极区生成了0.3 mol丙腈,则电流效率高于90% 二、非选择题(本题共2小题,共34分) 12.(14分)如图1所示,A为新型高效的甲烷燃料电池,采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料、电解质溶液如图所示。 图1 (1)甲烷燃料电池中负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。  (2)关闭K1,打开K2,通电后,B中紫红色液滴向d端移动,则电源a端为　　　　极,通电一段时间后,观察到滤纸c端出现的现象是　　　　　　　　　　　　。  (3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体在标准状况下的体积随时间变化的关系如图2所示,原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为　　　　mol·L-1,t2时所得溶液的pH=　　　　。(电解前后溶液的体积变化忽略不计)  图2 (4)若C装置中电解质溶液为AgNO3溶液且足量,总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。电解结束后,为了使溶液恢复原样,则可以在反应后的溶液中加入　　　　(填化学式)。  13.(20分)氯化钠是化工产品的原料,工业中可借助电解法实现多种化工产品的制备。 资料:NaCl的熔点是801 ℃;Na的沸点是883 ℃。 (1)工业中通过粗盐提纯获得氯化钠晶体,其硬度较大,难于压缩,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)工业中在580 ℃下电解熔融NaCl和CaCl2的混合物冶炼金属钠,金属钠从　　　　极析出,加入CaCl2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  采用如图装置电解饱和NaCl溶液。 (3)①要实现烧碱的制备,该装置还需添加　　　　　　。  ②改进后电解槽阳极和阴极气体产品通入反应塔中,可制备　　　　。  ③利用烧碱制备装置,调节pH<3还可实现ClO2的制备,产生ClO2的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)利用该电解槽可实现NaClO的制备,生成NaClO的反应包括2Cl--2e- Cl2↑、2H2O+2e- H2↑+2OH-、　　　　　　　　　　　　　　　　(请写离子方程式)。  (5)工业上,利用该电解槽通过如下转化可制备KClO3晶体。 NaCl溶液 NaClO3溶液 KClO3晶体 反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)结论:NaCl作为基础原料借助电解法可通过控制　　　　　　　　　　　　　　　获得不同产品。  学科网（北京）股份有限公司 $$