第4章 化学反应与电能 章末过关检测-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套练习（人教版单选）

学科网（北京）股份有限公司 章末过关检测　第四章·化学反应与电能 (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(共15小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共45分) 1．(2025·江苏苏州高二期末)下列有关金属腐蚀的说法不正确的是(　　) A．镀层破损的镀锌铁板(俗称白铁皮)比镀锡铁板(旧称马口铁)更易被腐蚀 B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板 D．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝 解析：选A。镀层破损的镀锌铁板(俗称白铁皮)中锌作负极，铁作正极被保护，破损的镀锡铁板(旧称马口铁)中铁作负极更易被腐蚀。 2．(2025·广东广州第八十九中期中)某同学为了使反应HCl＋Ag―→AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是(　　) 解析：选C。Ag与盐酸不能自发反应，要使反应HCl＋Ag―→AgCl＋H2↑能进行，应设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，Ag作阳极，H＋得电子发生还原反应，电解质溶液中H＋放电，则符合条件的是C。 3．碱性锌锰干电池是一种使用广泛的便携式电源，电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列说法错误的是(　　) A．MnO(OH)中Mn的化合价为＋3 B．参与正极反应的物质为MnO2和H2O C．负极的电极反应为Zn－2e－===Zn2+ D．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极 解析：选C。根据题干总反应可知，Zn作负极，电极反应为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O；正极电极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－；MnO(OH)中O为－2价，H为＋1价，故Mn的化合价为＋3，A正确，C错误。参与正极反应的物质为MnO2和H2O，B正确；原电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，D项正确。 4．(2025·河北衡水高二期中)用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　) A．装置①可用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气 B．装置②可用于构成铜锌原电池 C．装置③可用于模拟铜棒上镀银 D．装置④可用于电解精炼铜，且溶液浓度不变 解析：选C。Cu作阳极，Cu放电生成Cu2+，不能生成氯气，装置①不能用于电解饱和食盐水制备氯气和氢气，A错误；应该左侧放入硫酸锌溶液，右侧放入硫酸铜溶液，B错误；银在阳极失去电子生成Ag＋，溶液中的Ag＋在阴极得到电子生成Ag，装置③可用于模拟铜棒上镀银，C正确；电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，由于粗铜含有其他放电的杂质，溶液中铜离子浓度降低，D错误。 5．(2025·黑龙江大庆实验中学期中)某双液原电池装置如图所示(盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂)。下列有关叙述中错误的是(　　) A．Fe作负极，发生氧化反应 B．正极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ C．电子流动方向：铁→石墨→稀硫酸→盐桥→氯化钠溶液 D．工作一段时间后，左侧烧杯中c(Cl－)增大 解析：选C。电子由负极经导线流入正极，不经过稀硫酸溶液，C错误；铁为负极，Cl－向负极移动，则左侧烧杯中c(Cl－)浓度增大，D正确。 6．下列指定反应的离子方程式正确的是(　　) A．铅酸蓄电池放电时负极反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO ===PbSO4＋2H2O B．用铁作两极电解饱和MgCl2溶液：Mg2+＋2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋Mg(OH)2↓ C.用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2+＋2Cl－＋2H2OCu(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ D．向铜片上电镀银的阳极反应：Ag－e－===Ag＋ 解析：选D。铅酸蓄电池放电时，负极上，铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb－2e－＋SO ===PbSO4，A错误；用铁作两极电解饱和氯化镁溶液，离子方程式为Fe＋Mg2+＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Fe2+，B错误；用惰性电极电解CuCl2溶液，离子方程式为Cu2+＋2Cl－Cu＋Cl2↑，C错误；铜片上电镀银时，铜片为阴极，银为阳极，阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，D正确。 7．科研小组研究用电解法由CO2制备C2H4，电解装置如下图所示，下列说法错误的是(　　) A．玻碳电极为阳极，发生氧化反应 B．铂电极的电极反应：2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O C．制得28 g C2H4时，产生67.2 L O2 D．电解一段时间后，右池中溶液的pH可能不变 解析：选C。根据图示，玻碳电极中水发生氧化反应生成氧气，玻碳电极为阳极，发生氧化反应，A正确；铂电极CO2发生还原反应生成C2H4，电极反应式为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O，B正确；制得28 g C2H4时电路中转移12 mol电子，根据得失电子守恒，产生 mol O2，没有明确是否为标准状况下，体积不一定是67.2 L，C错误；总反应为2CO2＋2H2O C2H4＋3O2，若原溶液呈中性，电解一段时间后，溶液的pH不变，D正确。 8．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是(　　) 操作 现象 一段时间后，①中铁钉裸露在外的附近区域变红；②中…… A.NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应2H＋＋2e－===H2↑，使溶液显碱性 C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2+(M代表锌或铁) 解析：选B。①中，锌的金属活动性大于铁，则锌作原电池的负极，发生反应Zn－2e－===Zn2+，铁钉作正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－；②中，铁的金属活动性大于铜，则铁作原电池的负极，发生反应Fe－2e－===Fe2+，铜作正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－。NaCl的琼脂水溶液能够让离子自由运动，所以其为离子迁移的通路，A正确；①中变红是因为发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，OH－使酚酞变红，B不正确；反应生成的Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀，使②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，因生成OH－使酚酞变红，而使铜丝附近区域变红，C正确；①中发生的氧化反应为Zn－2e－===Zn2+，②中发生的氧化反应为Fe－2e－===Fe2+，均可表示为M－2e－===M2+(M代表锌或铁)，D正确。 9．利用太阳能电解水逐渐成为优选。一种利用太阳能电池电解水的装置如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．M极电势高于N极电势 B．电极N为阳极，电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．电解过程中，氢气罐的压强一定比氧气罐的压强大 D．隔膜是阴离子交换膜 解析：选B。在N极，水失去电子转化为氧气，N极是阳极，M极是阴极，总反应是电解水生成氢气和氧气。N极是阳极，M极是阴极，M极电势低于N极电势，A错误；电极N为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B正确；压强还受到其他因素影响，电解过程中，氢气罐的压强不一定比氧气罐的压强大，C错误；H＋通过隔膜到M极得电子变成氢气，隔膜是阳离子交换膜，D错误。 10．一种水性电解液Zn­MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以[Zn(OH)4]2-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是(　　) A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移 C．MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O D．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===[Zn(OH)4]2-＋Mn2+＋2H2O 解析：选A。Zn电极为负极，MnO2电极为正极，故Ⅱ区的K＋向Ⅰ区移动，Ⅰ区的SO 向Ⅱ区移动，A错误，B正确；MnO2电极的电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O，C正确；电池的总反应为Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===[Zn(OH)4]2-＋Mn2+＋2H2O，D正确。 11．电致变色材料的光学属性在外加电场的作用下呈现出可逆的光学性能转换特征，放电时透明度增强，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，Li＋在正极上得电子被还原 B．放电时，b极的电极反应式：FePO4＋Li＋－e－===LiFePO4 C．充电时，a极接外电源的负极 D．充电时，Li＋从左往右移动 解析：选C。放电时，b电极是正极，Li＋移向正极，发生FePO4→LiFePO4反应，FePO4得电子发生还原反应，并不是Li＋，A错误；放电时，b电极是正极，则电极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，B错误；放电时a电极是负极，则充电时和电源负极相连，C正确；充电时，a电极是阴极，发生Li4Ti5O12→Li7Ti5O12反应，Li＋从右往左移动，D错误。 12．利用电沉积法制备纳米级金属镍，具有制备的晶体性能独特、操作方法简便等优点，电解装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电解时，A室发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解一段时间后，B室中氯化钠溶液的质量分数减小 C．为了提高电沉积效率，一段时间后，可向C室中补充NiCl2溶液 D．电解时，C室中的Cl－经过阴离子交换膜进入B室 解析：选B。电解时，碳棒为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A正确；碳棒为阳极，A中钠离子通过阳离子交换膜向阴极移动，最终留在B中，同时C中Cl－通过阴离子交换膜向阳极移动，最终留在B中，故电解一段时间后，B室中氯化钠溶液的质量分数增大，B错误；随着电解进行，C中Ni2+被消耗，为提高电沉积效率，一段时间后，可向C室中补充NiCl2溶液，C正确；电解时，C室中的氯离子向阳极移动，故Cl－通过阴离子交换膜进入B室，D正确。 13．(2023·新课标卷)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　) A．放电时V2O5为正极 B．放电时Zn2+由负极向正极迁移 C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2+＋V2O5＋nH2O 解析：选C。由题中信息可知，放电时该电池中Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。A.由题中信息可知，放电时，Zn 2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确；B.Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn 2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn 2＋由负极向正极迁移，B说法正确；C.电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C说法错误；D.充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe －===xZn 2＋＋V2O5＋nH2O，D说法正确。 14．关于下列各装置图的叙述中正确的是(　　) A．装置①中K闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色 B．装置①中K闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl－)增大 C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序：只闭合K1>只闭合K2>只闭合K3>开关都断开 D．装置③中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数为0.1NA(NA为阿伏加德罗常数的值) 解析：选A。装置①中K闭合时，Zn是负极，Cu是正极，a为电解池的阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以片刻后可观察到滤纸a点变红色，A正确。Zn是负极，Cu是正极，阴离子移向负极，所以ZnSO4溶液中c(Cl－)增大，CuSO4溶液中c(K＋)增大，B错误。装置②中，只闭合K1构成电解池，铁作阳极；只闭合K2构成电解池，铁作阴极；只闭合K3构成原电池，铁棒作负极；开关都断开为化学腐蚀，铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1(铁棒作阳极)>只闭合K3(铁棒作负极)>开关都断开>只闭合K2(铁棒作阴极)，C错误；装置③为电镀装置，当铁制品上析出1.6 g铜时，n(e－)＝2n(Cu)＝2× ＝0.05 mol，N(e－)＝0.05NA，D错误。 15．用惰性电极电解一定量的CuSO4溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下)。下列说法错误的是(　　) A．a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极 B．0～P段表示O2的体积变化，P～Q段表示H2和O2混合气体的体积变化 C．从0～Q过程中收集到的混合气体的平均摩尔质量为17 g·mol-1 D．电解到Q点时，要想使电解液恢复原来的浓度和体积，可加入0.2 mol Cu(OH)2 解析：选D。电路中电子流动方向与电流方向相反，由图甲可知，b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，首先发生2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Cu消耗完全后，发生2H2O2H2↑＋O2↑。根据电流方向可知a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极，A正确；从开始到P点收集到0.05 mol氧气，转移电子数为0.05 mol×4＝0.2 mol，P点到Q点收集到0.1 mol氢气和0.05 mol氧气，转移电子数为0.1 mol×2＝0.2 mol，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2混合气体的体积变化，B正确；从开始到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，两者的物质的量均为0.1 mol，则混合气体的平均摩尔质量为 g/mol＝17 g/mol，C正确；由元素守恒知应加入0.1 mol Cu(OH)2，D错误。 二、非选择题(共4题，共55分) 16．(10分)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。 (1)电子的移动方向：沿导线从__________(填“A到B”或“B到A”)。 (2)A极的电极反应式为________________________________________________________________________。 (3)标准状况下，B极上每生成2.24 L气体时，理论上左室A极区H＋的物质的量变化值为__________ mol。(忽略废水中NH 的影响) (4)好氧微生物反应器中化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：(3)B为正极发生还原反应，2NO ＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，根据A、B电极室电子守恒，B中生成0.1 mol N2时，转移1 mol电子，当A中有1 mol电子转移，生成的H＋的物质的量为 mol，有1 mol H＋通过阳离子交换膜转移到B极，A极区氢离子减少 mol。 答案：(1)A到B　(2)CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋　(3) 　(4)NH ＋2O2===NO ＋2H＋＋H2O 17．(15分)化学能与电能可以相互转化，工业生产中经常应用这些原理。 (1)利用氯碱厂生产的H2作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下图所示。 ①a极为__________(填“正极”或“负极”)。 ②下列说法正确的是__________。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化　　 B．甲装置中Na＋透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 ③实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH－迁移至阳极区，从而在Cl2中能检测到O2，下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是__________。 A．定期检查并更换阳离子交换膜　　 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用Cl－浓度高的精制饱和食盐水为原料 (2)降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H＋直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为________________________________________________________________________。 (3)常温常压下电解合成氨的原理如图所示： ①阴极生成氨的电极反应式为________________________________________________________________________。 ②经检测在阴极表面发生了副反应，导致氨的产量降低。写出该副反应的电极反应式：________________________________________________________________________。 解析：(1)①燃料电池中，通入燃料的一极为负极，a极通入H2，为负极。②A项，甲装置为燃料电池，能够将化学能转化为电能，A项正确；C项，乙装置中c为电解池的阳极，阳极上电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，此外会有Na＋透过阳离子交换膜向阴极移动，所以c侧流出的为淡盐水，C项正确；B项，原电池中，阳离子向正极移动，所以甲装置中Na＋向b极移动，B项错误。③A.定期检查并更换阳离子交换膜，避免OH－迁移至阳极区，在阳极放电生成O2；B.向阳极区加入适量盐酸，减小OH－的浓度；C.使用Cl－浓度高的精制饱和食盐水为原料，保证不会因Cl－浓度太小而造成OH－放电。 答案：(1)①负极　②AC　③ABC　(2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(3)①N2＋6e－＋6H＋===2NH3　②2H＋＋2e－===H2↑ 18．(15分)图中甲池的电池总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，回答下列问题： (1)甲池中的能量转化形式主要是____________，其发生氧化反应的电极上的电极反应式为__________________________________________________________________。 (2)常温下，乙池中CuSO4溶液的体积为0.04 L，甲池中通入标准状况下22.4 mL的O2时，乙池中CuSO4溶液的pH为______(忽略溶液体积变化)。 (3)要使乙池恢复到电解前的状态，可向溶液中加入适量的______(填字母)。 A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．CuSO4 (4)若将乙池中两个电极改成等质量的Fe和Cu，实现在Fe上镀Cu，当甲中消耗1.6 g N2H4时，乙池中铁电极增加的质量为________g。 (5)已知：2H＋＋2CrO (黄色)⥫⥬Cr2O (橙色)＋H2O。利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应化学方程式为4Na2CrO4＋4H2O 2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑，则Na2Cr2O7在______(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为__________(填离子符号)。 解析：(2)由得失电子数目守恒可知，甲池中通入标准状况下22.4 mL氧气时，乙池中生成氢离子的物质的量为 ×4＝4×10-3 mol，则溶液中氢离子浓度为 ＝0.1 mol/L，则溶液pH为1。(3)乙池为电解硫酸铜溶液的电解池，电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，由化学方程式可知，加入氧化铜或碳酸铜可以使电解生成的硫酸转化为物质的量比为1∶1的硫酸铜和水，则若要使电解质溶液恢复至原状态应向溶液中加入适量的氧化铜或碳酸铜，故选AC。(4)若要在乙池实现在铁上镀铜，则左侧阳极为铜电极，右侧阴极为铁电极，由得失电子数目守恒可知，当甲中消耗1.6 g肼时，铜电极消耗铜的质量和铁电极生成铜的质量均为 ×2×64 g/mol＝6.4 g。(5)该反应的实质是电解水，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，由题图知左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，Cr2O 在pH减小的电极室中制得，即在阳极室制得，为保持溶液呈电中性，Na＋向阴极移动，生成NaOH。 答案：(1)化学能转化为电能　N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O　(2)1　(3)AC　(4)6.4　(5)阳　Na＋ 19．(15分)根据下列要求回答问题。 (1)我国科研人员研制出的可充电“Na­CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示。 ①放电时，正极的电极反应式为________________________________________________________________________。 ②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为__________。 ③可选用高氯酸钠­四甘醇二甲醚作电解液的理由是________________________________________________________________________。 (2)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能。 ①M极发生的电极反应式为________________________________________________________________________。 ②质子交换膜右侧的溶液在反应后pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当外电路通过0.2 mol e－时，质子交换膜左侧的溶液质量__________(填“增大”或“减小”)__________g。 解析：(1)②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，根据电极方程式有正极增加212 g碳酸钠和12 g碳时电路中转移4 mol电子，当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为0.5 mol；③根据题干信息和金属钠的性质可知选用高氯酸钠­四甘醇二甲醚作电解液的理由是和金属钠不反应，是良好的导体，难挥发。(2)②N极氧气得电子被还原为水O2＋4e－＋4H＋===2H2O，右侧氢离子浓度降低，pH增大；③根据电极方程式可知，当外电路通过4 mol电子时左侧增加2 mol二氧化硫的质量，同时有4 mol氢离子经过质子交换膜进入右边，此时质子交换膜左侧溶液质量增加2×64 g－4 g＝124 g，因此当外电路通过0.2 mol e－时，质子交换膜左侧的溶液质量增大124×0.2÷4 g＝6.2 g。 答案：(1)①3CO2＋4e－===2CO ＋C　②0.5 mol　③高氯酸钠­四甘醇二甲醚和金属钠不反应，是良好的导体，难挥发 (2)①SO2－2e－＋2H2O===SO ＋4H＋　②增大　③增大　6.2