周测评(七) 原电池-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二化学学科素养周测评（人教多选版 山东专用）

2025一2026学年度高二学科素养周测评（七） 卷题 化学·原电池 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 可能用到的相对原子质量：H一1O一16Mg一24A一27K一39Zn一65 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 1 3 4 5 6 答案 1.利用电化学验证a、b、c三种金属的活动性顺序，下列装置不可行的是 稀硫酸 稀硫酸 酒精 稀硫酸 A B 2.科学家正在研制的铝电池未来有望取代锂电池。银铝电池具有能 量密度高的优点，电池装置如图所示。电池放电时的反应为2A1十 A AgO 3AgO+2NaOH+3H2O—2Na[A1(OH)4]+3Ag。下列说法正 确的是 ( NaOH溶液 NaOH溶液 A.放电时，A1电极发生还原反应 B.电子从AgO电极流向A1电极 C.正极电极反应式为AgO+2e十2H+一Ag十H2O 阳离子交换膜 D.当电路中通过3mol电子时，溶液中有3 mol Na+通过阳离子交换膜向右侧迁移 3.一种镁原电池的反应为xMg十Mo,S, 电Mg,Mo,S,在镁原电池放电时，下列说法正确的是（） 充电 A.Mg2+向负极迁移 B.正极反应为MoS4十xe—Mo3S C.Mo3S4发生氧化反应 D.负极反应为xMg-2xe—=xMg2+ 4.以LiAICI4为离子导体的铝磷酸铁锂电池，该电池放电时Li计嵌入Li1-.FePO4形成LiFePO4,工作 原理如图所示，下列关于电池放电时的说法错误的是 () 负载H Li,FePO LiFePO L选择性透过膜 A.化学能转化为电能 B.电极A1作负极 C.L透过离子交换膜从右向左迁移 D.正极的电极反应式：Li1-FePO,一xe十xLi计一LiFePO, 5.锂电池具有质量轻、能量密度高等优点，一种Li-CO2电池在放 锂金属片 碳纳米管 电时的原理为3CO2十4Li一2Li2C03+C。该电池放电时，电 ←C02 池结构如图所示。下列说法错误的是 () A.Li+向正极迁移 ←C0, B.电子流向：锂金属片→外电路→碳纳米管 ←CO, C.正极的电极反应式：3C02+4Li计+4e—2Li2CO3+C D.该电池可使用水溶液作电解液 电解液 高二学科素养周测评（七）化学第1页（共4页） 真 智慧只是天才的配料，勤奋才是天才的本身 6.一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用C6HOH表 班级 示。下列说法错误的是 ) C0, 淡水 姓名 低浓度 低浓度 含酚废水 厌 NO废水 高浓度 化 高浓度 得分 含酚废水 1个厂 NO废水 离子交换膜NaCl溶液离子交换膜 A.左侧离子交换膜为阳离子交换膜 B.左侧电极为负极，苯酚发生氧化反应 C.右侧电极的电极反应式：2NO3+10e-+6H2O一N2+12OH D.左侧电极附近溶液的pH会逐渐减小 7.我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”，有望减 负载 少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说 法正确的是 () 0,← KOH KSO HSO A.K+向电极a移动 溶液 溶液 溶液 a B.电极b的电极反应式为O2+4e+2H20一4OH C.“全氧电池”工作时总反应为H+十OH—H2O 阳离子阴离子 D.理论上，当电极a释放22.4LO2(标准状况)时，KOH 交换膜 交换膜 溶液质量减少32g 二、选择题：本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得 8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 8 9 10 答案 8.一种新型锌-乙炔电池的结构如图所示，工作时，该电池左右室中KOH的质量均保持不变。下列有 关说法正确的是 () C.H Zn0 KOH溶液 KOH溶液 外壳板 阴离子交换膜 外壳板 A.M极为电源正极 B.左室溶液pH增大，右室溶液pH增大 C.N极的电极反应式为Zn-2e+2OH一ZnO+H2O D.每转移4mole,左室中溶液质量减少68g 9.某原电池装置如图所示，当该电池形成闭合回路时，盐桥中的 ④ K+向右做定向移动。下列说法错误的是 () Cr- A.反应过程中Ni电极的质量会减小 盐桥 B.Cr电极的电极反应式为Cr-3eCr3+ C.反应3Ni2++2Cr—2Cr3++3Ni能够自发进行 D.Cr、Ni两种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni -Cr(ag) -Ni2(aq) 题密卷 高二学科素养周测评（七）化学第2页（共4页） D 10.《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示。下列说法正确 的是 () 覆盖催化剂 负载 覆盖催化剂 电极 去离子水 电极 ↓↓ X 老 膜 H,- 体 限公司 解离 子 a极 HO溶液 b极 A.X膜为阳离子交换膜 B.a极为正极，发生还原反应 C.该装置可实现化学能与电能间的完全转化 D.当外电路通过2mole时，消耗标准状况下22.4LO2 三、非选择题：本题共2小题，共48分。 11.(20分)化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。 (I)乙醇(C2H6O)燃料电池(DEFC)具有很多优点。现有以下三种乙醇燃料电池。 a 用电器b 用电器 乙醇 空气 乙醇 乙醇 极 熔融 碳酸盐 稀硫酸 CO (Po) KOH溶液 (Pt) 质子交换膜 CO,、H,O 碱性乙醇燃料电池 酸性乙醇燃料电池 熔融盐乙醇燃料电池 ①三种乙醇燃料电池中正极反应物均为 ②碱性乙醇燃料电池中，电极a的电极反应式为 ③酸性乙醇燃料电池中，电极b的电极反应式为 ④熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电极b的电极反应式为 (2)我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示。 用电器 HCOOH、 KOH HCOO ←-H,SO o HCO. Fe KHCO,← F→K,SO 交换膜 ①X极发生 (填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 ②装置中应选用 (“阳离子”或“阴离子”)交换膜，理论上Y极附近消耗1molO2,则有 molK2SO4生成。 (3)金属(M)-空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备 的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M+nO2十2mH2O一4M(OH)m。 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 D 高二学科素养周测评（七）化学第3页（共4页）】 真题密 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子 负载 通过。 比较Mg、A1、Zn三种金属-空气电池，则Mg、A1、Zn分别作为电 金属电解质 0空 极时“理论比能量”由大到小的顺序为 ,该电池 (M)溶液 正极的电极反应式为 ,若为 Mg-空气电池，为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用 (填 阴离子交换膜多孔电极 “阳离子”或“阴离子”)交换膜。 12.(28分)I.某小组同学采用电化学装置验证“Ag+十Fe2+一Fe3++Ag↓”为可逆反应。 (1)按照如图的装置图，组装好仪器后，分别在两烧杯中加入一 定浓度的a、b两电解质溶液，闭合开关K,观察到的现象为 Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后 指针归零，说明此时反应达到平衡。则a为 溶液；b 盐桥 为 溶液（写a、b化学式）。 (2)再向左侧烧杯中滴加较浓的 溶液，产生的现象为 石墨电极 Ag电极 表明“Ag+十Fe2+一Fe3+十Ag↓”为可逆反应。 Ⅱ.利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律 已知：酸性介质中，1mol·L1不同电对的电极电势见下表。电极电势越高，其氧化型物质的氧化 性越强；电极电势越低，其还原型物质的还原性越强。 电对（氧化型/还原型） Fes+/Fe2+ 1/1 电极电势p/V 0.771 0.536 用可逆反应2Fe3+十2I一2Fe2+十I2设计电池，按图a装置进行实验，测得电压E(E=p正极一 9负极)随时间t的变化如图b所示： 惰性 电压 惰性 电极 传感器 电极 EW↑ 1mol·L-1 1mol·L-1 FeCl溶液 KI溶液 0 t/s 烧杯A 盐桥 烧杯B 图a 图b (3)电池初始工作时，正极的电极反应式为 (4)某小组从还原型物质浓度、氧化性变化的角度分析图b,提出以下猜想： 猜想1：c(Fe2+)增大，Fe3+的氧化性减弱，正极的电极电势降低。 猜想2：c(I)减小，I2的氧化性增强，负极的电极电势升高。 ①t1时间后，按图a装置探究，验证上述猜想的合理性，完成表中填空。 实验 实验操作 电压E/V 结论 往烧杯A中加入适量Fe E 0 猜想1成立 i 往烧杯B中加入适量 E<0 猜想2成立 ②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角度解释猜 想1不足以成立的理由 ③为进一步验证猜想1，进行实验ⅲ，完成表中填空 实验 实验操作 电压E/V 结论 往烧杯A中加入适量 E<0 猜想1成立 结论：可逆氧化还原反应中，浓度的变化引起电对氧化性变化，从而改变电池反应方向。 卷 高二学科素养周测评（七）化学第4页（共4页）·化学· 溶液中滴加少量稀硫酸，酸性增强，pH减小，由 图可知，c(HSO3)减小，D正确。 12.（1)①6×10-12(6分) ②升高温度(6分) (2)①Cu+Cu2++2CI--2CuC1(6分) ②若pH过低，Zn会与H+反应(6分) 【解析】(1)①K=c(Cu+)·c(CuCl2)=3× 10-6X2×10-6=6X10-12 2025一2026学年度高 化学· 一、选择题 1.C【解析】利用A装置，可知金属性：a>b,A项 可行；利用B装置可知金属性：b>C,B项可行； 装置C酒精不是电解质溶液，故无法构成原电 池，不能判断a、c的金属性强弱，C项不可行；装 置D中a和b接触，可构成原电池，通过观察现 象，可判断金属性强弱，D项可行。 2.D【解析】由装置图可知，A1为负极，化合价升 高，失电子发生氧化反应，A错误；A1为负极， AgO为正极，电子从A1电极流向AgO电极，B 错误；正极上AgO得电子结合水生成Ag和氢 氧根离子，电极反应为Ag0+2e十H2O Ag十2OH,C错误；A1为负极，AgO为正极， 当电路中通过3mol电子时，溶液中有 3 mol Na+通过阳离子交换膜向右侧迁移，D 正确。 3.D【解析】由总反应方程式可知，Mg化合价升 高失电子，发生氧化反应，作原电池的负极； MoS4得电子，发生还原反应，作原电池的正极； 镁电池放电时是原电池，符合原电池的工作原 理，由此可得正极反应为Mo3S4十2xe Mo3S2-;负极反应为xMg-2xe—xMg2+。 根据分析，镁原电池放电时作为原电池，溶液中 的阳离子移向正极，A错误；正极发生还原反应， 正极反应为Mo3S1+2xe—Mo3S-,B错 误；Mo3S4在正极发生还原反应，C错误；负极发 生氧化反应，负极反应为xMg一2xe 参考答案及解析 ②图中的A点变为B,点，c(Cu+)和c(CuCl2) 都降低，说明平衡逆向移动，即可以升温。 (2)①向含CI的溶液同时加入Cu和CuSO, Cu和Cu2+发生氧化还原反应生成Cu+,Cu 与氯离子形成氯化亚铜沉淀，离子方程式：Cu +Cu2++2Cl-2CuCl. ②若用Zn替换Cu可加快除Cl速率，但需控 制溶液的pH。若pH过低，Zn会与H+反应。 二学科素养周测评（七） 原电池 xMg2+,D正确。 4.D【解析】结合题意，铝在电极A1上失去电子 形成铝离子，铝离子结合A1C1形成A12C1,同 时锂离子向左移动，嵌入Li-FePO4形成 LiFePO4,则电极A1为负极，左侧电极为正极，以此 解题。该装置放电时，可以将化学能转化为电能，A 正确；由分析可知，电极A1作负极，B正确；由分析 可知，L计透过离子交换膜从右向左迁移，C正确； 正极发生还原反应，电极反应式为Li1-FPO4十 xe十xLi计—LiFePO,D错误。 5.D【解析】在原电池中，电解质溶液中的阳离子 会向发生还原反应的正极移动，L计作为阳离子， 会向正极迁移；电子从负极流出，经过外电路流 向正极。由分析可知，L计向正极迁移，A正确； 由上述分析可知，锂金属片为负极，碳纳米管电 极为正极，放电时电子由负极经过导线流向正 极，即电子流向：锂金属片→外电路→碳纳米管， B正确；碳纳米管电极为正极，正极的电极反应 式为4Li计+4e+3CO2一2Li2C03+C,C正 确；金属锂是活泼金属，能与水反应，则该电池不 能使用水溶液作电解液，D错误。 6.A【解析】由图可知，左侧电极为负极，在厌氧 菌作用下，C6HOH在负极上失去电子发生氧 化反应生成二氧化碳，高浓度含酚废水变为低浓 度含酚废水，电极反应式为C6H5OH一28e十 11H2O一6CO2个+28H+,右侧电极为正极， 在反硝化菌作用下，NO3在正极得到电子发生 9 D 真题密卷 还原反应生成N2,高浓度含硝酸根离子废水变 为低浓度含硝酸根离子废水，电极反应式为 2NO3+10e+6H20—N2↑+120H,电池 放电时，电解质溶液中Na+离子通过右侧阳离子 交换膜移向正极，CI离子通过左侧阴离子交换 膜移向负极，氯化钠溶液变为淡盐水。向其中加 入NaCl溶液，Na+向正极移动，CI-向负极移 动，所以左侧离子交换膜为阴离子交换膜，A错 误；根据装置图可知在左侧电极上苯酚失去电子 被氧化，发生氧化反应，电极反应式为CHOH一 28e+11H20一6C02个+28H+,因此左侧电 极为负极，B正确；在右侧电极上NO?得到电子 被还原产生N2,则右侧电极的电极反应式是 2N03+10e+6H20N2个+120H-,C正 确；在左侧电极上苯酚被氧化产生CO2气体，电 极反应式是C6HOH-28e+11H20 6CO2个十28H+,反应产生H+使溶液酸性增 强，溶液pH减小，D正确。 7.C【解析】根据两电极物质元素化合价变化可 判断电极a为负极，负极的反应式为4OH 4e一02个十2H20,电极b为正极，正极反应 式为O2十4e十2H+—2H2O。阳离子流向正 极，即K+向电极b移动，A错误；由分析可知， 电极b上得电子，溶液是酸性环境，电极反应式 为O2十4e+2H+—2H2O,B错误；根据正负 极反应式，“全氧电池”工作时总反应为H+十 OH一H2O,C正确；电极a电极反应式为 4OH--4e—02个+2H20,理论上，当电极a 释放出22.4LO2(标准状况)即1molO2时，同时 有4molK+移向右侧的K2SO4溶液中，所以 KOH溶液减少的质量为1mol×32g·mol-1十 4mol×39g·mol1=188g,D错误。 二、选择题 8.AC【解析】M极乙炔加氢还原为乙烯，为正 极，A正确；左室发生反应C2H2十2e+2H2O C2H4十2OH,溶液pH增大，右室发生反 应Zn-2e+2OH—ZnO+H2O,溶液pH 减小，B错误；N极为负极，发生的电极反应式为 Zn-2e十2OH-ZnO+H2O,C正确；根据 左室反应C2H2+2e+2H2O—C2H+2OH, D ·2 学科素养周测评 每转移4mole,消耗4mol水，产生4 mol OH转 移至右室中，产生2mol乙烯气体，已知工作时左 右室KOH的质量保持不变，左室中的溶液质量 减少的质量为水的质量，4mol×18g·mol-1= 72g,D错误。 9.A【解析】盐桥中的K+向右定向移动，则表明 右侧烧杯内的阳离子减少，即N2+在Ni电极上 得电子生成Ni,附着在Ni表面，从而得出Cr电 极为负极，Ni电极为正极。由分析可知，在右侧 烧杯内，Ni2+在Ni电极上得电子生成Ni,附着 在Ni表面，所以反应过程中Ni电极的质量将增 大，A错误；Cr电极为负极，Cr失电子生成Cr3+ 进入溶液，电极反应式为Cr一3e—Cr3+,B正 确；在原电池中，Cr失电子生成Cr3+,N+得电 子生成Ni,总反应为3Ni2++2Cr—2Cr3++ 3Ni,能够自发进行，C正确；从电池总反应 3Ni++2Cr—2Cr3++3Ni可以看出，Cr、Ni 两种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni,D正确。 10.AD【解析】通入H2的a极发生氧化反应，是 原电池的负极，其电极反应式为H2一2e 2H+;通入O2的b极发生还原反应，是原电池 的正极，考虑到最终产物为H2O2,故其电极反 应式为H20+O2+2e-HO2+OH;负极 生成的H+通过阳离子交换膜进入到电解质 中，正极生成的HO2通过阴离子交换膜进入 到电解质中，二者结合得到H2O2。a极生成的 H+需要穿过X膜进入到电解质中与HO?结 合，X膜是阳离子交换膜，A正确；在该原电池 中，a极通入氢气，发生氧化反应，是原电池的 负极，B错误；原电池不可能实现化学能与电能 的完全转化，还有一部分化学能会转化为其 他形式的能量，如内能，C错误；当外电路流 过2mole时，根据b极的电极反应式可知需 要消耗1molO2,在标准状况下1molO2体积 为22.4L,D正确。 三、非选择题 11.(1)①02(1分) ②C2HOH+160H--12e2C0?+ 11H20(2分) ③02+4H++4e—2H20(2分) ·化学· ④02+2C02+4e—2C0(2分) (2)①氧化(1分)HCOO--2e-+2OH- HCO3+H2O(2分) ②阳离子(2分)2(2分) (3)Al>Mg>Zn(2)O2+2H2O+4e- 4OH(2分)阳离子(2分) 【解析】(1)①三种乙醇燃料电池中由于正极发 生还原反应，所以正极反应物均为O2。 ②碱性乙醇燃料电池中，乙醇在电极a(负极) 发生氧化反应，结合碱性环境，乙醇失电子生成 碳酸根离子和水，电极反应式为C2HOH+ 160H-12e-2C0+11H20。 ③酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，氧气在 正极得电子结合氢离子生成水，电极反应式为 02+4H++4e-2H2O。 ④熔融盐乙醇燃料电池中，选择熔融碳酸钾为 介质，电极b为正极，氧气得电子结合二氧化碳 生成碳酸根离子，电极反应式为O2十2C02十 4e-2C0号。 (2)①HCOOH燃料电池中，HCOOH发生氧化 反应，失去电子，生成HCO,所在X电极为负 极，电极反应式为HCO0一2e+2OH一 HCO3+H2O。 ②正极产生K2SO4,说明K+要从负极移动到 正极，故应选用阳离子交换膜；理论上消耗 1molO2则转移4mole,则有4molK+移动 到正极区产生2molK2S04。 (3)假设三种金属质量都是1g时，这三种金 属转移电子物质的量分别为Mg:24mol×2一 1 1 72ao1、A1:。1<3no1、Zn:G5n⊙1×2 32.5mol,则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论 1 比能量”由大到小的顺序为A1>Mg>Zn;正极 上氧气得电子和水反应生成OH,因为是阴离 子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正 极反应式为O2+2H2O十4e一4OH;负极 上Mg失电子生成Mg+,为防止负极区沉积 Mg(OH)2,则负极区溶液不能含有大量OH, 所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜。 。2 参考答案及解析 12.(1)FeSO4[或FeSO4与Fe2(S04)3混合](3分) AgNO3(3分) (2)Fe2(SO4),(3分)Ag电极上固体逐渐减 少，指针向左偏转，一段时间后指针归零(3分) (3)Fe3++e—Fe2+(3分) (4)①<(3分)AgNO3固体(3分) ②加入铁粉后，同时造成c(Fe+)增大，c(Fe3+) 减小，都能使2Fe3++2I一2Fe2++L2平衡逆 移，使E<0(4分) ③FeCl2固体(3分) 【解析】(1)利用原电池原理来证明反应Ag 十Fe2+一Fe3+十AgY为可逆反应，两电极反 应为Fe2+-e—Fe3+、Ag++e—Ag,则 一个电极必须是与F3+不反应的材料，可用石 墨或者铂电极，左侧烧杯中电解质溶液必须含 有Fe2+或Fe2+和Fe3+,为FeSO4或Fe2(SO4)3 与FSO4的混合溶液，右侧烧杯中电解质溶液 必须含有Ag,为AgNO3溶液。 (2)反应达到平衡后，左侧烧杯的溶液中含有 Fe+,要证明反应Ag+Fe2+一Fe3++AgV为 可逆反应，可加入较浓的Fe2(SO4)3溶液，平衡 逆向移动，电流方向与原电流方向相反，即电流 计指针向左偏转，Ag电极上固体溶解，一段时 间后指针归零。 (3)根据电极电势可知电池初始工作时铁离子 在正极得到电子，正极的电极反应式为Fe3+十 e-Fe2+。 (4)①往烧杯A中加入适量Fe,铁离子被还原 为亚铁离子，c(Fe2+)增大，Fe3+的氧化性减弱， 此时左侧电极电势降低，若电极电压E<0,猜 想1成立；要证明猜想2成立，只需要降低碘离 子浓度即可，所以往烧杯B中加入适量AgNO3 固体，使碘离子转化为碘化银，若E<0,猜想2 成立。 ②由于加入铁粉后，同时造成c(Fe+)增 大，c(Fe3+)减小，都能使2Fe3+十2I=三 2Fe2+十I2平衡逆移，使E<0,所以上述实验不 足以证明猜想1成立。 ③根据②中分子为防止铁离子浓度的变化对实 验造成的干扰，需要保持铁离子浓度不变，所以 实验ⅷ为往烧杯A中加入适量FeCl2固体，E <0,则猜想1成立。 D