周测评(16) 原电池及化学电源-【衡水真题密卷】2025年高考化学学科素养周测评（冀湘渝甘赣皖桂贵晋豫陕青宁蒙新藏云川专版）

·化学· 2024一2025学年度学科素养周测评 一、选择题 1.C【解析】一种氧离子导电SOF℃的工作原理如 题图所示(NH在催化剂作用下先分解为N2和 H2),H2在负极放电失电子生成HO,电极反应 式为H2-2e+02-一H2O,O2在正极得电子 生成O2,电极反应式为02十4e一202-。 NH在催化剂作用下先分解为N。和H2,H2在 负极失电子生成H2O,A正确；O2在正极得电 子生成02-，电极反应式为O2十4e—202-, B正确：H2在负极失电子生成H2O,电极反应 式为H2一2e十O2-一H2O,外电路转移 6mole,理论上生成3molH2O,C错误；原电 池中阴离子向负极移动，则O向负极移动，D 正确。 2.D【解析】由锂离子的移动方向可知，电解板 (I)为原电池的负极，锂在负极失去电子发生氧 化反应生成锂离子，电极反应式为1i一e L中，多孔催化剂电极为正极，二氧化碳在正极 得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和碳，电 极反应式为3C02+4e=2CO号+C。多孔 催化剂电极为正极，二氧化碳在正极得到电子发 生还原反应生成碳酸根离子和碳，A正确；多孔 催化剂电极可以增大电极的表面积，有利于二氧 化碳扩散到电极表面参与放电，B正确：导线中 流过2mol电子，负极生成2mol的锂离子通过 阳离子交换膜由负极区进入正极区，C正确：锂 能与水反应生成氢氧化锂和氢气，则负极区不能 选用水溶液作电解质溶液，D错误。 3.C【解析】由装置图可知，放电时，Zn是负极， 负极反应式为Zn-2e一Zn2+,B电极是正 极，反应式为12+2e一2I,外电路中电流由 正极经过导线流向负极，充电时，阳极反应式为 21-2e—L2、阴极反应式为Zn+十2e Z。放电时，B电极为正极，L2得到电子生成 I厂，电极反应式为12十2e一21厂，A正确；放电 时，左侧即负极，电极反应式为Zn一2e Z+,所以电解质储罐中的离子总浓度增大，B 正确；离子交换膜是防止正、负极I2、Z接触自 发进行反应，负极区生成Z+,正电荷增加，正 极区生成I厂，负电荷增加，所以C通过M膜进 入负极，K通过N膜进入正极，所以M为阴离 子交换膜，N为阳离子交换膜，C错误；充电时， ·19 参考答案及解析 十六)化学·原电池及化学电源 A极反应式为Zn++2e一Zn,A极增重 32.5g时转移1mol电子，所以C区增加1mol K+和1 mol Cl,增加的离子总数为2NA,D 正确。 4.B【解析】1与2相连，左侧两池构成原电池，a 电极质量减小，AgCI转化为Ag,说明a为正极， b为负极，b极反应为H2-2e一2H:2与3 相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，Ag 转化为AgI,说明c为负极，b为正极，b极反应 为2H+十2e一H2↑。由分析可知，a为正 极，b为负极，盐桥1中阳离子向a电极移动，A 错误：2与3相连，c电极Ag转化为Agl,b电极生 成氢气，电池反应为2Ag十2IT+2H— 2AgI+H2个，B正确；1与3相连，由于Agl更难 溶，AgCI转化为Agl,a极为正极，AgCl转化为 Ag,a极质量减小，c极为负极，Ag转化为Agl,c 极质量增加，a电极减小的质量小于c电极增大 的质量，C错误；1与2相连，b为负极，b电极为 e流出极；2与3相连，c为负极，c电极为e流 出极，D错误。 5.D【解析】钠为活泼金属，失去电子发生氧化反 应，a为负极，则b为正极。放电时，a电极为负 极，钠失去电子发生氧化反应，A错误：放电时，a 为负极，b为正极，b电极的电势高于a电极，B 错误：放电时，a为负极，b为正极，则充电时，b 电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中 C的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，C 错误；充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极 移动，故每转移2mol电子，理论上有2mol Na由b电极迁移到a电极，D正确。 6.D【解析】放电时，负极发生氧化反应， 0CH0转化为0yC00,所以放电时， Rh/Cu惰性电极是负极。充电时，Rh/Cu惰性 电极是阴极。放电时，负极发生氧化反应，负极 糠醛发生氧化反应生成( 0C00,A错误： 放电时，正极得电子，Cou.Nia.sOOH转化为 Coo2Ni.g(OH)2,B错误；充电时，阳离子向阴 极移动，充电时，Rh/Cu惰性电极是阴极，K+通 过交换膜从右室向左室迁移，C错误：充电时， 1 衡水真题密卷 Rh/Cu惰性电极是阴极，糠醛发生还原反应生成 0CH,OH,阴板电极反应为 0 2H20+2e CH:OH +20H,D 正确。 7.D【解析】电池放电时不断有Nal生成，可知放 电时a为负极，电极反应为Na一e一Na,固 体电解质NASICON只允许阳离子通过，固体 电解质NASICON含钠离子，通过Na转移保 持两侧电荷守恒，放电时b为正极，电极反应为 I5+2e一3I厂；充电时a为阴极，b为阳极，b 极反应为3I一2e一I。放电时a电极为负 极，A正确，C正确；放电转移1mole时，1mol Na从c区移出，d区移入1 mol Na,两区质量 差改变46g,D错误。 8.C【解析】由图知，该电池在放电时，Z作负极 失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Z如一 2e十4OH■一Zn(OH),催化电极作正极得 电子，发生还原反应，电极反应式为CO2十 2Ht+2e一CO+H2O,充电时，Zn作阴极， 双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH, 氢离子移向阴极，电极反应式为Zn(OH)十 4H++2e一Zn十4H2O,催化电极为阳极，双 极膜在工作时催化HO解离为H和OH,氨 氧根移向阴极，电极反应式为CO十2OH 2eCO2十H2O。放电时，Zn电极为负极， 发生氧化反应，A错误；充电时，OH从双极膜 向催化电极移动，并发生反应，B错误：放电时， 催化电极上的反应为CO2十2H中+2e CO十H2O,C正确；充电时，Zn电极上的反应为 Zn(OH)+4H+2e-Zn+4H2O,D 错误。 9.D【解析】该装置工作原理为原电池原理，总反 应CH十2O2一CO2十2H2O,多孔电极a为 负极，甲烷发生失电子的氧化反应，多孔电极b 为正极，空气中氧气发生得电子的还原反应，电 子流动方向为由电极沿导线通过传感控制器 向电极b,O一在电解质中向电极a移动。电极 b为正极，发生还原反应，A错误：O2在电解质 中向电极a移动，电子流动方向由电极a沿导线 通过传感控制器向电极b,B错误；未注明标准 状况，不能确定甲婉气体的物质的量，C错误：电 极为负极，甲烷发生失电子的氧化反应，电极 2 学科素养周测评 反应式为CH4-8e+4O2-C02+2H2O,D 正确。 10.C【解析】由题意知此电池为二次电池，嵌钠 硬碳在放电时为负极，充电时为阴极。锂比钠 稀缺，钠离子电池生产成本低，A正确：负极材 料为嵌钠硬碳，相当于Na原子嵌在碳中，则 NaC,中的Na为0价，放电时为负极，Na失 去电子，电极反应式为NaC,一xe一C,十 xNa,B正确；正极电势比负极高，Na移向正 极，但不是Na+得电子，C错误：充电时阳极失 去电子释放出Na,每转移1mol电子，释放 1 mol Na,Na在阴极得到电子变成NaCy 所以阳极减少的质量就是1 mol Na+的质量即 23g,D正确。 11.B【解析】该新型锌电池放电时b极为负极， Zn发生失电子的氧化反应生成[Z(OH)]2, a极为正极，MnO2发生得电子的还原反应转 化成Mn2+。Mn原子核外有25个电子，价电 子排布式为3d4s2,A正确；放电过程中，a极为 正极，a极上n○2发生得电子的还原反应转化 成Mn2+,电极反应式为MnO2+2e+4H一 Mn++2H2O,B错误；放电过程中，b极为负 极，b极电极反应式为Zn一2e+4OH一一 [Zn(OH):]2,转移2mol电子b极消耗 0.4 mol OH,则转移0.4mole时b极消耗 0.8 mol OH,C正确；[Zn(OHD]中中心离 子Zn+的价电子排布式为3d,处于全充满， 不参与成键，1个Zn+与4个OH形成4个配 位健，则Zn+的4s、4p轨道采取sp3杂化， [Zn(OHD]2为空间四面体结构，D正确。 12.D【解析】由放电时乙电极反应式可知，乙电极 为负极，甲电极为正极，正极电极反应为M日十 xe一MHn-x十xH。放电时，乙电极的电 极反应式为M十xH厂一xe=MH,,则乙为 负极，甲为正极，放电时，电子经外电路流向正 极，A正确：放电时，阴离子移向负极，B正确：充 电时，甲电极为阳极，发生氧化反应：MH, xe十xH一MHn,C正确；氢负离子县有强 还原性，可与水反应生成氢气，因此不可替换成 水溶液电解质，D错误。 13.D【解析】Cu2-Se填充碳纳米管作为正极材 料，钠较为活泼，钠为负极材料。根据“均摊 法”，每个C,0晶跑中合8X日+6X号4 ·化学· 个Se,则晶胞内铜离子、亚铜离子共有4X(2 x)个，设铜离子、亚铜离子个数分别为a、b,则 a十b=4×(2一x),由化合价代数和为零可知， 2a十b=4X2,a=4x,A正确：由晶胞图示可 知，在Naz Se晶胞结构中，Se-占据的位置是顶 点和面心，B正确；充分放电时，正极CuSe 得到电子发生还原反应生成零价铜，电极反应 式为Cug-,Se+2Na+2e=Na2Se+(2- x)Cu,C正确；充电时，外电路中转移1mol电 子，阳极释放出1mol钠离子，质量减小23g, 阴极生成1mol钠，质量增加23g,故两极质量 变化差为46g,D错误。 14.D【解析】该燃料电池中，由电子移动方向可 知M为负极，N为正极，通入燃料肼的电极为 负极、通入氧气的电极为正极，A正确：N2H 从负极通入转化为N2,根据得失电子守恒和电 荷守恒配平电极反应式为N2H十4OH厂一 4e一N2十4H2O,B正确；O2在正极得到电 子生成OH,电极反应式为O2十2H2O+ 4e一4OH,结合负极电极反应式可知电池 的总反应为N2H4+O2一N2+2H2O,C正 确；由总反应方程式N2H十O2一N2十 2H2O可知，反应过程中生成了H2O,OH浓 度减小，溶液的pH减小，D错误。 二、非选择题 15.(1)KSCN Oz+4Fe2++4H+ 4Fe++2H2O (2)0.05mol·L-1 (3)加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生 白色沉淀 (4)FcCl2溶液（或FcSO,溶液）Fe+ e-Fe+正极Ag-e=Ag 【解析】(1)铁离子和KSCN溶液反应变为红 色，故要检测滤液中含有Fe3+,可以选用的试 剂为KSCN溶液。空气中存在O2,氧气具有 氧化性，使得Fe+被氧化为Fe3+,反应为O2十 4Fe2++4H+4Fe++2H2O。 (2)证明假设c错误，就是排除Ag对实验的 影响，相当于没有Ag存在的空白实验，考虑 其他条件不变，可以选用0.05mol·L NaNO2溶液。 (3)黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银， 则可以加入盐酸或硫酸溶解F,而银不能溶 解。或者先用硝酸加热溶解固体，将银单质转 2 参考答案及解析 化为硝酸银溶液，再用稀盐酸检验Ag。 (4)利用原电池证明Ag可以将Fe2+氧化为 Fe+,银离子发生还原反应为正极反应，银极 为正极，亚铁离子发生氧化反应为负极反应， 石墨极为负极；则甲溶液为FCL2溶液（或 FeSO,溶液)，负极反应为Fe+一e Fe+;电流表指针不再偏转后，向左侧烧杯中 加入FCl固体，发现电流表指针反向偏转， 则此时石墨电极为正极，银电极为负极，负极 银单质失去电子发生氧化反应生成银离子，电 极反应式为Ag-e一Ag。 16.(1)增大气体与其他反应物的接触面积，加快反 应速率，提高原料利用率bO2十4e十 2H2O-40H (2)增大增大 (3)2Li+O2一Li2O2Li与水剧烈反应，产 生易爆的H2,存在安全隐患（或其他合理答案） (4)30 【解析】(1)电极采用多孔结构的原因是增大气 体与其他反应物的接触面积，加快反应速率，提 高原料利用率：正极发生得电子的还原反应，所 以通入氧气的b电极为正极，电极反应式为 O2十4e+2H20-4OH。 (2)由电极反应式Ag2O+Zn十HO 2Ag十Zn(OH)2可知，负极由Zn转化为了 Z(OH)2,电极质量增加：电池放电时消耗了 水并且生成了Zn(OH)2,所以溶液碱性增强， 落液的pH增大。 (3)由题目图像信息可知，反应物为Li和O2, 并最终生成了Li2O2,所以总反应为2Li十 O2一Li2O2;Li可以与水剧烈反应，产生易爆 的H2,存在安全隐患，所以不能选用ICI水 溶液。 (4)当电路中转移1mole,负极减少1 mol Li 的质量为7g,正极增加0.5 mol Lig2O2的质量 为23g,所以正、负电极的质量之差为30g。 17.(1)①C0-2e+C03-2C02②D ③增加6.4g (2)①阳Fe-6e+8OH-FeO+ 4H20②33.6 【解析】(1)①C0具有还原性，在负极上发生 氧化反应生成CO2,A极电极反应式为CO一 2e+C0%=2C02。 ②燃料电池中A极为负极，B极为正极，要以燃 衡水真题密卷 料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应 与粗铜D极相连。 ③当消耗标准状况下2.241C0时，根据C0 2e+C0号一2CO2,电路中转移0.2mol e,C电极析出0.1 mol Cu,质量增加6.4g。 (2)①电解池中，阴离子移向阳极，电解过程中 OH向阳极移动；阳极铁失电子生成高铁酸 根，电极反应式为Fe一6e+8OH一 FeO+4H2O。 ②若阳极有28g即0.5 mol Fe溶解，电路中转 移3mole,根据阴极反应式：2H2O十2e H2↑十2OH厂，生成1.5molH2,阴极析出的 气体在标准状况下的体积为33.6L。 18.(1)①NH+2O2NO,+H2O+2H ②2NO+12H++10e-N2◆+6H2O ③X0.896 (2)①负CH CH,OH+O2一HO+ CH,COOH②从左向右 【解析】(1)X电极上NH转化成N2,发生氧 化反应，为负极，Y电极上NO结合H十转化 2024一2025学年度学科素养周测评 金属腐蚀 一、选择题 1.A【解析】钢在潮湿空气中被腐蚀生成碱式碳 酸铜，化学方程式为2Cu十O2十H2O+CO2 Cu2(OHD,CO3,A正确：Cu在NH环境中被腐 蚀，铜充足的情况下发生反应的离子方程式为 4Cu+8NH +O2+2H2O-4[Cu(NH3)2]*+ 4OH,钢不足的情况下离子方程式为2Cu十 8NH+O2+2H2O一2[Cu(NH3),]2++ 4OH厂，B错误；HNO浓度较大形成浓硝酸时， Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu十4H十 2NO5=Cu++2NO2↑+2HO,C错误； FeCl与Cu反应的离子方程式为2Fe++ Cu-2Fe++Cu2+,D错误。 2.C【解析】向脱氧剂中加入氯化钠的作用是使 铁粉和碳粉在潮湿的环境中形成原电池，原电池 反应可以加快脱氧过程的发生，效果更好，A正 确：脱氧剂大面积由黑色转变为红棕色说明脱氧 剂中的铁粉已经完全被氧化为红棕色的氧化铁， 已经失效，不具备脱氧能力，B正确；脱氧剂中的 ·22 学科素养周测评 为N2和H2O,发生还原反应，为正极。 ①在空气中，微生物将垃极渗透液硝化，NH时 被O2氧化为NO万，该反应的离子方程式为 NH+202=NO+H2O+2H+. ②Y电极上NO?结合H*转化为N2和HO, 发生还原反应，为正极，其电极反应式为 2NO3+12Ht+10e-N2↑+6H2O. ③原电池中阴离子向负极移动，所以C向X 极移动：负极电极反应式为2NH一6e N2十6H,据正、负两极电极反应式得出原电池 总反应式为3NO万+3H+5NH3-4N2+ 9H2O,转移0.15mole生成n(N2)= 0.04mol,标准状况下体积为0.896L。 (2)①乙醇的酸性燃料电池中，乙醇发生氧化反 应转化成乙酸，O2发生还原反应生成H2O。X 电极上乙醇发生氧化反应转化成乙酸，为负极， 其电池总反应式为CH,CH2 OH十O2一 CH3COOH+HO。 ②原电池工作时，阳离子向正极移动，所以质子 通过交换膜从左向右迁移。 十七)化学·电解原理及其应用 与防护 铁粉发生吸氧腐蚀得到氧化铁，由得失电子数目 守恒可知，理论上最多能吸收标准状况下氧气的 体款为阳2品新××24L·m以 103mL·L1=336mL,C错误；降低温度冷藏， 可以降低糕点的腐败速率，延长糕点保质期，D 正确。 3.C【解析】氨水浓度越大，越容易生成 [Z(NH)]+,腐蚀趋势越大，A正确：腐饮的总 反应为Zn+4NH·H2O-[Zn(NH)4]2++ H2↑十2H2O十2OH厂，有OH离子生成，溶液 pH变大，B正确：该电化学腐蚀中Zn作负极， Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电 极上的电极反应式为2H2O+2e—H2↑+ 2OH,C错误：根据得失电子守恒，每生成标准 教现下24LH,转移电子数为2瓷 =0.02mol,消耗0.010 mol Zn,D正确。 4.C【解析】CuSO,落液pH<7的原因是Cu+null