第4章 章末过关检测（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)

该高中化学章末过关检测讲义系统梳理了电化学知识体系，按“基础概念-原理应用-综合拓展”递进组织，通过典型例题解析呈现原电池、电解池工作原理及金属腐蚀防护等核心内容，清晰展现重难点内在联系。 讲义亮点在于“情境化问题解决”的练习设计，如自热盒饭原电池原理分析、新型电池工作原理探究等题型，培养科学思维和科学探究与实践素养。包含基础选择（如电极判断）和综合计算（如电子转移相关计算），帮助不同层次学生巩固，教师可据此实施分层教学，提升复习效率。

章末过关检测（四） 一、选择题：本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。 1．自热盒饭的一种发热原理是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。下列叙述正确的是（ ） A. 铁为负极，发生氧化反应 B. 碳为负极，发生还原反应 C. 铁为正极，发生还原反应 D. 碳为正极，发生氧化反应 【答案】A 【解析】选。由铁屑、炭屑、食盐、水、空气组成的原电池中，铁为负极，发生氧化反应，碳为正极，发生还原反应。 2．下列过程中，将电能直接转化为化学能的是（ ） A. 提高环保意识，使用节能路灯照明 B. 采用牺牲阳极法对铁闸门进行保护 C. 采用氯碱工业制备、和 D. 利用太阳能发电，降低化石能源依赖 【答案】C 【解析】选。路灯照明是将电能转化为光能，故 不符合题意；牺牲阳极法是利用原电池原理的金属防腐措施，是将化学能转化为电能，故 不符合题意；氯碱工业制备、和 是将电能直接转化为化学能，故 符合题意；太阳能发电是将太阳能转化为电能，故 不符合题意。 3．电化学原理在日常生活中应用广泛。下列说法正确的是（ ） A. 在电解中与电源正极相连的是阴极 B. 电解溶液可以得到金属 C. 任何的氧化还原反应都可以设计成原电池 D. 一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高 【答案】D 【解析】选。在电解中与电源正极相连的是阳极，错误；电解 溶液时，阴极发生反应 ，无法得到金属钠，应电解熔融 得到金属，错误；能自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池，错误；一般来说，带有盐桥的原电池，能减少负极和电解质溶液直接接触反应，比不带盐桥的原电池效率高，正确。 4．一种处理的流程如下图所示，下列说法不正确的是（ ） A. 该流程中原电池的负极反应是 B. 该流程的优点是可循环利用，同时得到清洁燃料 C. 电解槽阴极附近变大 D. 该流程说明反应可自发进行 【答案】D 【解析】选。原电池中 在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应，总反应为；电解槽中 发生电解生成 和。由分析可知，原电池的负极反应为，正确；根据流程可知，电解生成的 参与原电池反应，故 可循环利用，同时得到清洁燃料，正确；电解槽阴极反应为 ，酸性减弱，增大，正确；原电池反应一定是自发进行的，电解池反应不一定是自发进行的，反应 不能直接设计成原电池，说明该反应不能自发进行，错误。 5．某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是（ ） A. 若为正极，连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极法 B. 相同条件下，若溶液为食盐水，分别连接B、C时，前者铁棒的腐蚀更慢 C. 若溶液为模拟，未闭合时铁棒上点表面铁锈最多，腐蚀最严重的位置则是 D. 若在溶液中预先加入适量溶液，则可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果 【答案】C 【解析】选。牺牲阳极法原理为原电池原理，无外加电源，若 为正极，连接 时，铁棒成为电解池的阳极，加速腐蚀，错误。连接 时，作为负极，被腐蚀；连接 时，作为正极，被保护，所以后者铁棒的腐蚀更慢，错误。与 溶液反应产生 蓝色沉淀，通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果，错误。 6．某固体电解池工作原理如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B. 电极2是阴极，发生还原反应： C. 工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D. 理论上电源提供电子能分解 【答案】B 【解析】选。电极1上 发生得电子的还原反应转化成，电极1为阴极，电极反应式为；电极2上 发生失电子的氧化反应转化成，电极2为阳极，电极反应式为 。电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，正确；根据分析可知，电极2是阳极，发生氧化反应： ，错误；工作时，向阳极移动，即 从多孔电极1迁移到多孔电极2，正确；根据分析可知，电解总反应为，分解 转移 电子，理论上电源提供 电子能分解，正确。 7．下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是（ ） A. 该燃料电池工作过程中电子从电极通过负载流向电极 B. 该燃料电池工作时电路中通过电子时，标准状况下消耗的体积为 C. 电极的电极反应式为 D. 该燃料电池工作时由电极室向电极室移动 【答案】D 【解析】选。在甲醇燃料电池中，甲醇失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极是负极；氧气得电子发生还原反应生成水，电极是正极。电极是负极、电极是正极，该燃料电池工作过程中电子从 电极通过负载流向 电极，故 正确;电极是正极，电极反应式为，该燃料电池工作时电路中通过 电子时，消耗 氧气，在标准状况下的体积为，故 正确；电极是负极，电极反应式为，故 正确；电极是负极、电极是正极，该燃料电池工作时 由 电极室向 电极室移动，故 错误。 8．我国科学家设计了一种水系可充电电池，工作原理如下图所示。 下列说法正确的是（ ） A. 充电时，电极为阳极 B. 充电时，阳极附近溶液的增大 C. 放电时，负极的电极反应： D. 放电时，溶液中向电极方向迁移 【答案】C 【解析】选。由题图可知，放电时，电极 上 转化为，发生还原反应，电极 上 转化为 和，发生氧化反应，此时电极 为正极，电极 为负极；充电时，电极 上 转化为，发生氧化反应，电极 上 和 转化为，发生还原反应，此时电极 为阳极，电极 为阴极。由分析可知，充电时，电极 为阴极，错误；由分析可知，充电时，电极 为阳极，电极反应为，阳极附近溶液的 减小，错误；放电时，电极 为负极，电极反应为，正确；放电时，溶液中 向正极移动，即向电极 方向迁移，错误。 9．利用和废气作为原料，通过电化学原理制备光气原料气的装置如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. 为直流电源的负极 B. 由右室通过质子交换膜移向左室 C. 若用盐酸代替有机电解液，则电极产物可能改变 D. 若产生，则理论上左室液体增重 【答案】D 【解析】选。发生还原反应生成，故左室电极为阴极，为直流电源的负极，选项 正确；左室电极为阴极，右室电极为阳极，由右室通过质子交换膜移向左室，选项 正确；左室中的电极反应为，若用盐酸代替有机电解液，则溶液中的 易在阴极放电产生，选项 正确；若产生，则电路中转移 电子，阴极产生，同时有 通过质子交换膜进入左室，因此，左室增重，选项 错误。 10．新型电池工作原理如下图所示，下列说法错误的是（ ） A. 负极电极反应式为 B. 膜为阳离子交换膜，膜为阴离子交换膜 C. 电池工作一段时间后，浓度将增大 D. 外电路每转移电子，理论上电极增重 【答案】D 【解析】选。由题图可知，转化为，失电子，化合价升高，为负极，电极反应式为，为正极，电极反应式为，为了维持溶液电中性，阳离子向正极移动，通过 膜进入 之间，因此 膜为阳离子交换膜，阴离子向负极移动，通过 膜进入 之间，因此 膜为阴离子交换膜，电池工作一段时间后，浓度将增大，当外电路中转移 电子时，理论上 电极质量增加，故外电路中每转移 电子，理论上 电极质量增加，错误。 11．烧杯A中盛放的溶液，烧杯B中盛放的溶液（两种溶液均足量），组成的装置如下图所示。下列说法不正确的是（ ） A. 经过一段时间，烧杯B中溶液的质量减小 B. 将烧杯B中右侧石墨电极换成铜电极，电极上发生的反应不变 C. 当烧杯A中产生气体时，烧杯B中产生气体的物质的量也为 D. 烧杯A中石墨电极上有气泡产生但石墨电极不参与反应 【答案】B 【解析】选。烧杯 中有能自发进行的氧化还原反应： ，所以烧杯 为原电池，且 电极为负极，石墨电极为正极，烧杯 为电解池，左侧 电极与原电池负极相连为阴极，右侧石墨电极与原电池正极相连为阳极。根据分析可知，烧杯 为电解池，阳极上 放电生成，阴极上 放电生成 单质，烧杯 中溶液的质量减小，正确；将烧杯 中右侧石墨电极换成 电极后，电极为活性电极，在阳极会发生氧化反应，其电极反应变为，错误；烧杯 中产生 氢气时，转移 电子，烧杯 中阳极上发生反应 ，阴极不产生气体，所以也产生 气体，正确；烧杯 中石墨电极为正极，电极反应为 ，所以石墨电极上有气泡产生但石墨电极不参与反应，正确。 12．磷酸铁锂电池作为新能源汽车和储能领域的关键技术之一，其产量正在快速增长，具有工作电压高、能量密度大、安全性能好等特点。下图是磷酸铁锂电池的工作原理图，下列说法不正确的是（ ） A. 放电时，磷酸铁锂为电池的正极 B. 充电时，磷酸铁锂上的电极反应式为 C. 放电时，正极区域的减小 D. 充电时，锂离子从磷酸铁锂中脱离出来，迁移到石墨层表面 【答案】C 【解析】选。由题图可知，放电时，左侧电极为负极，电极反应式为，右侧电极为正极，电极反应式为，电池总反应式为。由分析可知，放电时，磷酸铁锂为电池的正极，正确；由分析可知，充电时，磷酸铁锂上的电极反应式为，正确；由分析可知，放电时，正极的电极反应式为，即正极区域的 不变，错误；由分析可知，充电时，锂离子从磷酸铁锂中脱离出来，迁移到阴极区，得到电子后进入石墨层表面，正确。 13．如下图所示装置，通电后石墨电极Ⅱ上有生成，逐渐溶解，下列判断不正确的是 （ ） A. 是电源的负极 B. 当通过质子交换膜的为时，石墨电极Ⅰ所在区域溶液质量减轻了 C. 通过阴离子交换膜由左向右移动 D. 当完全溶解时，至少产生（标准状况下）氧气 【答案】B 【解析】选。由题图可知，该装置为电解池，由通电后石墨电极Ⅱ上有 生成可知，石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为，石墨电极Ⅰ为阴极，电极反应式为。由分析可知，石墨电极Ⅰ为阴极，则 是电源的负极，故 正确；随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，需通过阴离子交换膜由左向右移动从而保持溶液的电中性，当通过质子交换膜的 为 时，石墨电极Ⅰ所在区域溶液中 铜离子得电子，氯离子通过阴离子交换膜由左向右移动，相当于减轻 氯化铜的质量，即，故 错误、正确；溶解时，发生反应，当 完全溶解时，消耗 氢离子，结合阳极电极反应式可知，生成 氧气，在标准状况下的体积为，故 正确。 14．一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如下图所示。电解质为含有机溶液。放电过程中产生，充电过程中电解产生。下列说法正确的是（ ） A. 交换膜为阴离子交换膜 B. 电解质溶液可替换为水溶液 C. 理论上每生成，需消耗 D. 放电时总反应： 【答案】D 【解析】选。由题图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成，和 反应生成 和，左侧电极为正极，右侧电极为负极。放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，错误；锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能替换为 水溶液，错误；充电过程中电解 失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为 ，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，理论上每生成，同时生成，错误；由分析可知，放电时总反应为，正确。 15．用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（如下图所示），可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ） A. 电解总反应： B. 每生成，双极膜处有的解离 C. 电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变 D. 相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 【答案】B 【解析】选。由“大电流催化电解 溶液制氨”可知，在电极 处 放电生成，发生还原反应，故电极 为阴极，电极反应为，电极 为阳极，电极反应为，“卯榫”结构的双极膜解离出的 移向电极，解离出的 移向电极。由上述分析中阴、阳极的电极反应可知，电解总反应为，故 正确；每生成，转移 电子，同时双极膜处有 进入阴极室，即有 的 解离，故 错误；电解过程中，阳极室每消耗，同时有 通过双极膜进入阳极室，阳极室中 的物质的量不因反应而改变，故 正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于 被催化解离成 和，可提高氨生成速率，故 正确。 二、非选择题：本题包括4个小题，共55分。 16．（12分）依据电化学知识，回答下列问题： （1） 图1为锌银电池，负极是，正极是，电解质是。写出该电池负极的电极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，电池工作时，正极区周围溶液的_ _ （填“增大”“减小”或“不变”）。 （2） 图2是一种新型燃料电池，以为燃料，一定比例的和的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。 ① 写出A极的电极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ② 用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与_ _ _ _ （填“C”或“D”）极相连。 ③ 当消耗标准状况下时，C极的质量变化为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） ；增大 （2） ① ② D ③ 增加 【解析】 （1） 图1为锌银电池，负极是，正极是，电解质溶液是 溶液，则负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，因此，电池工作时，正极区周围溶液的 增大。 （2） ① 图2中，极为负极，电极反应式为。 ② 电解精炼铜时，燃料电池的正极 极 应与粗铜 极 相连。 ③ 利用得失电子守恒，可建立如下关系式： 。 17．（13分）某校化学兴趣小组同学利用下列装置探究试纸上的微型电解。 （1） 如右图所示，取一条广泛试纸，浸润了饱和溶液后放置于玻璃片上，取两只回形针（铁制）夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、电池连接好电路。当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象：阳极回形针处很快出现大片红棕色；阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其约为13。 ① 右端回形针为极（填“阴”或“阳”）；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是（用电极反应式表示）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ② 推测阳极回形针出现的红棕色物质可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式）。 （2） 该小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对试纸上的溶液进行电解，可看到阳极与试纸接触处呈现（填“红”或“蓝”）色圆点，电解饱和溶液的实质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用化学方程式表示）。当阴极产生气体时，可加_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填物质及物质的质量）使溶液恢复原状态。 【答案】① 阳； ② （2） 红；；水 【解析】 （1） 该装置为电解池，右端回形针（铁制）与电源的正极相连，为阳极，发生反应：，再发生一系列反应生成红棕色物质；左端回形针与电源负极相连，为阴极，发生反应：，溶液呈碱性，试纸变为蓝紫色。 （2） 该小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对 试纸上的 溶液电解，实质是电解水: ，阳极上水放电生成氧气和氢离子，溶液呈酸性，使与试纸接触处呈现红色圆点。水发生电解会生成 氢气，故当阴极产生 气体时，消耗 水，质量为，故可加 水使溶液恢复原状态。 18．（15分） （1） 是一种重要的无机化合物，可采用电解法制备，装置如下图所示。 ① 写出电解时阳极的电极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ② 电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_ _ _ _ _ _ ，其迁移方向是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“到”或“到”）。 （2） 某工业废水中含有一定浓度的和，现采用双膜三室电沉积法回收。 ① 交换膜是_ _ _ _ _ _ （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。 ② 根据图乙分析，过高或过低，镍的回收率都低的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ③ 当浓缩室得到盐酸时，转移电子的物质的量为_ _ 。 【答案】① ② ；到 （2） ① 阳离子 ② 过高，可能转变为沉淀，过低，溶液中浓度较大，氢离子在阴极放电，被还原的量减少，所以镍的回收率都低 ③ 0.5 【解析】 ① 在该电解装置中，惰性电极 为阳极，在碱性条件下发生氧化反应生成，电极反应式为。 ② 电解时，溶液中的阳离子向阴极迁移，通过阳离子交换膜的离子主要为，迁移方向是 到。 （2） ① 阳极区域的电解质溶液是稀硫酸，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，氢离子通过交换膜 进入浓缩室，所以交换膜 为阳离子交换膜。 ③ 当浓缩室得到 盐酸时，溶液中氢离子增大的物质的量为，转移电子的物质的量为。 19．（15分）电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。 Ⅰ．通过电渗析法电解溶液制取硫酸和的原理如下图所示。电极和电极均为惰性电极,、均为离子交换膜 。回答下列问题： （1） 电极电势：_ _ （填“ ”“”或“ ”,下同）；物质的量浓度：溶液Ⅰ_ _ 溶液Ⅱ。 （2） 、分别为（填“阴”或“阳”,下同）离子交换膜和离子交换膜。 （3） 电解时,可将_ _ _ _ （填“”或“”）电极换成不锈钢。 （4） 电极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （5） 当电路中通过电子时,理论上电极上产生气体的体积为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （标准状况下）。 Ⅱ．某科研小组用甲烷-空气燃料电池提供的电能电解处理含的酸性废水，设计如下图所示装置、、均为气体，利用电极反应生成的离子将转化成，后续调节溶液的，将转化成沉淀。 （1） 甲烷-空气燃料电池中是_ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式），向_ _ _ _ 电极移动（填“”或“”）。 （2） 电极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； 电极的电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 除去，理论上通入甲烷的物质的量为_ _ _ _ 。 【答案】（1） ； （2） 阴；阳 （3） （4） （5） Ⅱ （1） ； （2） ； （3） 3 【解析】 （1） 电极电势：阳极 阴极,所以电极电势：;电解过程中 逐渐减小,所以物质的量浓度：溶液Ⅰ溶液Ⅱ。 （2） 通过 膜进入左侧,膜为阴离子交换膜；通过 膜进入右侧,膜为阳离子交换膜。 （3） 若不锈钢为阳极,则 会失电子发生反应,所以可将 电极换成不锈钢。 （4） 电极的电极反应式为。 （5） 电极的电极反应式为,当电路中通过 电子时,理论上产生 的物质的量是,在标准状况下的体积是。 Ⅱ 由题图可知，该装置利用 电极反应生成的 将 转化成，后续调节溶液的，将 转化成沉淀，故 电极为阳极，电极为阴极，则 电极为正极、电极为负极，燃料电池通入氧气的一极为正极，通入甲烷的一极为负极，则 为氧气，为甲烷，电极的电极反应式为，则 为二氧化碳。 Ⅱ （1） 由分析可知，甲烷-空气燃料电池中 是，燃料电池中，阴离子向负极移动，则 向 电极移动。 （2） 电极上氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为；电极上铁失去电子生成亚铁离子，电极反应式为。 （3） 燃料电池负极反应式为，处理 时发生的反应为，除去 理论上需消耗，要转移 电子，消耗 甲烷，故除去 理论上通入甲烷的物质的量为。 144/145 学科网（北京）股份有限公司 $