第4章 阶段提升练（4）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修一教用Word(人教版)

该高中化学讲义通过“二次电池充放电原理-原电池化学平衡分析-电解原理工业应用”三大模块框架构建电化学知识体系，每个模块以典型例题为载体，结合电极反应推导、离子迁移判断等核心要点，形成“原理阐释-实例解析-规律总结”的递进脉络。 讲义亮点在于高考真题与模拟题结合的分层练习设计，如2023全国乙卷钠-硫电池题通过标号反应式推导总反应，培养科学思维中的证据推理能力；海水提锂等工业应用题体现化学观念中的物质转化思想。解析中强调电子守恒、电极电势比较等方法，基础学生可掌握原理，优秀学生能深化应用，助力教师实施精准教学。

阶段提升练（四） 一、二次电池的充放电原理 1．[（2025·遵义高二期末）]我国科学家研发出一种可制成柔性纤维并进行编织的新型电池，其结构如下图所示，该电池的放电产物为。下列说法正确的是（ ） A. 放电时，钙离子向金属钙电极移动 B. 充电时，碳纳米管电极发生还原反应 C. 放电时，每转移电子，消耗标准状况下 D. 电池放电时的总反应为 【答案】C 【解析】选。放电时，金属钙电极为负极，碳纳米管空气电极为正极，故放电时钙离子向正极碳纳米管空气电极移动，项错误；充电时，金属钙电极为阴极，发生还原反应，碳纳米管空气电极为阳极，发生氧化反应，项错误；该电池的放电产物为，故放电时，电池的总反应为，即，放电时，每转移 电子，消耗标准状况下，项正确，项错误。 2．[（2023·全国乙卷）]室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如上图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应 ，，。 下列叙述错误的是（ ） A. 充电时从钠电极向硫电极迁移 B. 放电时外电路电子流动的方向是 C. 放电时正极反应为 D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【答案】A 【解析】选。极：放电时，为负极，电极反应为；充电时，为阴极，电极反应为。极：放电时，为正极，电极反应为；充电时，为阳极，电极反应为。充电时，阳离子 应向阴极钠电极迁移，错误；放电时，失去的电子经外电路流向正极，即电子流向是，正确；将题给硫电极发生的反应依次标号为①②③，由 可得正极总反应，正确；炭化纤维素纸具有良好的导电性，正确。 3．[（2025·保定高二期末）]我国科学家借助于氨氧化反应和析氢反应的双功能催化剂，制备了可再充电的电池，实现高效、连续的由到的转化，装置如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 放电时，电极电势： B. 充电时，电极反应式为 C. 放电时，收集（标准状况）有向电极迁移 D. 充电时，电极净增重时电极上有氨发生氧化反应 【答案】C 【解析】选。由题图可知，放电时，电极上碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，则 电极为负极，电极为正极，则 电极的电势高于 电极，故 正确；充电时，与直流电源正极相连的 电极为电解池的阳极，碱性条件下氨在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，故 正确；放电时，水在正极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，则标准状况下在正极收集到 氢气时，有 向 电极迁移，故 错误；充电时，与直流电源正极相连的 电极为电解池的阳极，碱性条件下氨在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，由得失电子守恒可知，电极净增重 时，电极上发生氧化反应的氨的物质的量为，故 正确。 二、原电池中的化学平衡分析 4．某小组同学采用以下电化学装置验证“”是可逆反应。实验开始前向甲烧杯中加入溶液，向乙烧杯中加入溶液。下列说法不正确的是（ ） A. 该装置可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥 B. 外电路中电流方向从电极到石墨电极 C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，若向甲烧杯中加入固体，则石墨电极为负极 【答案】D 【解析】选。饱和溶液与甲、乙烧杯中溶液均不反应，可选用装有含琼脂的 饱和溶液的盐桥，故 正确；根据题图可知，开始时，反应正向进行，电极为正极，石墨电极为负极，外电路中电流方向从 电极到石墨电极，故 正确；当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，电流计读数为零，故 正确；电流计读数为零后，若向甲烧杯中加入 固体，则反应逆向进行，石墨电极为正极，故 错误。 5．将反应设计成如下图所示的原电池。 （1） 开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸,灵敏电流计指针发生偏转,此时甲烧杯中发生的电极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 工作过程中关于灵敏电流计的读数,下列说法正确的是_ _ _ _ _ _ （填字母）。 A.灵敏电流计读数逐渐减小 B.灵敏电流计读数有可能变为0 C.灵敏电流计读数一直不变 D.灵敏电流计的读数逐渐增大 （2） 该原电池工作一段时间后,如果再向甲烧杯中滴入浓溶液,此时乙烧杯中发生的电极反应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） ； （2） 【解析】 （1） 开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，反应正向进行，得电子转化为，发生还原反应，甲烧杯中的石墨电极为正极,电极反应式为；随着反应的进行,碘离子和碘酸根离子的量减小,通过灵敏电流计的电量减小,灵敏电流计读数不断减小,当反应达到平衡后,灵敏电流计的读数为0。 （2） 向甲烧杯中滴入浓 溶液,消耗,促使反应逆向进行,乙烧杯中电极反应式为,甲烧杯中电极反应式为。 三、电解原理在工业生产中的应用 6．[（2025·长沙高二开学考）]香港理工大学应用物理系的黄海涛教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原选择性合成双氧水，电化学装置如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 质子由极区向极区迁移 B. 极为阳极，发生氧化反应 C. 极反应式为 D. 相同时间内，极生成等于极消耗 【答案】D 【解析】选。根据电源符号可知，极为阳极，发生氧化反应；极为阴极，发生还原反应；质子 由阳极区向阴极区迁移；极反应式为，极反应式为 。 7．[（2025·晋中高二期末）]将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如下图所示。下列说法正确的是（ ） A. 通电时，电子的移动方向为 电解池阴极 电解液 电解池阳极 B. 为阳离子交换膜 C. 阳极的电极反应式为，阳极区溶液的减小 D. 该技术能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的战略愿景 【答案】B 【解析】选。由题图可知，左池中 在电极上失电子被氧化为，故左池为电解池的阳极室，右池为电解池的阴极室，电源 为正极，为负极。通电时，装置中电子的移动方向为电源负极 电解池阴极，电解池阳极 电源正极，错误；由题图可知，阳极反应生成，阴极反应消耗，故 通过离子交换膜由阳极区移向阴极区，故 为阳离子交换膜，正确；阳极的电极反应式为，错误；根据得失电子守恒，左侧有，右侧有，不能实现二氧化碳“零排放”，错误。 8．[（2023·全国甲卷）]用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是（ ） A. 析氢反应发生在电极上 B. 从电极迁移到电极 C. 阴极发生的反应有 D. 每转移电子，阳极生成气体（标准状况） 【答案】C 【解析】选。电极接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应为 ，错误；质子交换膜只允许 通过，从 电极向 电极迁移，错误；电极接电源负极，为阴极，发生得电子的还原反应，根据题图中物质转化关系知，可发生反应，正确；由 项分析可知，每转移 电子，阳极生成，在标准状况下的体积为，错误。 9．[（2025·武汉高二期末）]海水提锂是一项具有巨大应用前景的技术。某电化学海水提锂的装置如下图所示： 该装置工作步骤如下： ①打开电源，中的嵌入电极形成； ②关闭电源，打开电源，同时向石墨电极通入空气（其中体积分数约为），使中的脱出进入甲溶液。 下列说法错误的是（ ） A. 步骤①中，电极应该与电源的负极相连 B. 步骤②中，电极应该与电源的负极相连 C. 步骤②中，阴极发生的电极反应为 D. 每有进入甲溶液，理论上消耗标准状况下的空气约 【答案】B 【解析】选。在步骤①中，通电时海水中的 嵌入 电极形成，这说明 电极是阴极，应该与电源 的负极相连，正确；在步骤②中，通电时 中的 脱出进入甲溶液，这说明 电极是阳极，应该与电源 的正极相连，错误；在步骤②中，通电时通入阴极的氧气得电子，电极反应为，正确；在步骤②中，每有 进入甲溶液，理论上消耗标准状况下氧气的物质的量是，空气中氧气的体积分数约为，所以消耗空气的体积约是，正确。 学科网（北京）股份有限公司 $