第四章 化学反应与电能【期末真题诊断与测试B】高二化学上学期

第四单元 化学反应与电能（B） 题号 考点 能力要求 难度 自评 得分 ✅ ❌ 1 青铜的性质、铜的腐蚀与保护 识记与理解 中等 2 原电池原理、电极判断、离子移动方向 理解与应用 中等 3 电化学腐蚀与防护（牺牲阳极法）、离子移动与颜色反应 理解与分析 较难 4 吸氧腐蚀、电解精炼、电镀、氯碱工业 识记与理解 中等 5 原电池与电解池的综合判断（离子移动、电流方向、电极反应） 综合应用 中等 6 微生物燃料电池（电极判断、离子移动、电子转移计算） 分析与计算 较难 7 铝离子电池（二次电池、电极过程、电子流向） 理解与判断 中等 8 光电化学装置（电极反应、pH变化、气体体积计算） 理解与计算 较难 9 铁铬液流电池（充放电过程、电极判断、电子转移） 理解与分析 较难 10 甲醇燃料电池（电极反应、电子流向、物质计算） 理解与计算 中等 11 电解加氢装置（电极判断、离子膜、副反应分析） 理解与综合分析 较难 12 复合电化学系统（原电池+电解池、电极反应、质量变化计算） 综合分析与计算 困难 13 电化学应用判断（精炼、腐蚀防护、电镀） 理解与应用 中等 14 CO₂电催化还原（法拉第效率、电压影响、电极反应优化） 综合分析与应用 困难 15 综合电化学知识（铅蓄电池、腐蚀、铝铜原电池、吸氧腐蚀） 识记、理解与书写 中等 16 电化学处理工业废水（电极反应、pH变化、膜选择、电池性能） 理解、分析与书写 较难 17 甲烷燃料电池及其应用（电镀、精炼、氯碱工业、电解脱硫） 综合理解、计算与书写 较难 18 实验探究NaCl对钢铁腐蚀的影响（原电池构成、电极判断、影响因素） 实验分析与综合理解 中等 总分 总评： 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（24-25高二下·海南·期末）海南省博物馆常设展览中有汉代青铜器(如铜钱)的陈列(如图所示)，可系统了解海南青铜文化。下列叙述错误的是 A．青铜是合金 B．出土的铜钱表面的绿色物质主要是 C．铜钱在土壤和空气中发生了吸氧腐蚀 D．青铜文物保护时喷涂丙烯酸树脂，以隔绝空气和水分 2．（24-25高二上·河南南阳·月考）某实验小组同学设计原电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．Cu极为正极，发生还原反应 B．Zn极质量减小，Cu极质量增大 C．放电时，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 D．原电池总反应的离子方程式为 3．（24-25高二下·海南海口·期末）两个均装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液琼脂的培养皿，分别将裹有锌皮的铁钉和缠有铜丝的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．离子在琼脂内可定向移动 B．图A中会出现两处红色 C．图A中是用外加电流法保护铁钉 D．图B中出现蓝色的反应： 4．（24-25高二上·福建福州·期末）下列说法错误的是 A．铁发生吸氧腐蚀，负极的电极反应式为 B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极不断溶解 C．氯碱工业中，NaOH溶液在阴极区得到 D．铁制品镀银，铁制品连接电源负极 5．（24-25高二上·安徽合肥·期末）下列表述正确的是 A．装置甲：盐桥中的移向溶液 B．装置乙：外电路中电流由极流向极 C．装置丙：a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．装置丁：工业生产中应使用阴离子交换膜 6．（24-25高二下·贵州毕节·期末）某微生物燃料电池工作原理如图所示，该装置能同时除去水体中的和沉积物中的有机物。该装置工作时，下列说法错误的是 A．b极为负极 B．电解质溶液中移向a极 C．a极的电极反应式为 D．每参与反应时，转移4nmol电子 7．（24-25高二下·甘肃白银·期末）金属铝具有较高的体积理论比容量和储量丰富等优点，因此水系铝离子电池是理想的储能体系之一。下图是水系铝离子储能电池工作机理，下列有关说法正确的是 A．铝储能电池是一次电池 B．铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效率 C．放电时，电解质溶液中浓度保持不变 D．放电时，电子由Al电极经过电解质溶液流向/石墨电极 8．（24-25高二下·云南楚雄·期末）某课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气（如图）。下列叙述正确的是 A．该装置实现了太阳能直接转化为化学能 B．a极的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，b极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时，理论上逸出 9．（24-25高二下·安徽·期末）铁铬液流电池利用溶解在盐酸溶液中的铁离子、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如图。下列叙述正确的是 A．接输电网时，b为正极 B．充电过程中阳极可能会产生 C．放电时，电路中每通过，减少0.1mol D．充电时电池反应为： 10．（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 11．（24-25高二下·四川泸州·期末）采用电化学方法对HO-DBT进行储氢反应，可实现制氢-储氢一体化，其电解加氢装置如图所示，a电极上有副反应：。下列说法不正确的是 A．b为电解池的负极 B．该装置中的离子膜是质子交换膜 C．b极反应为： D．a极主要反应为： 12．（24-25高二下·浙江温州·期末）西北工业大学黄维院士团队研发出一种新型水性电池，该电池能有效地捕获并将其转化为。现利用电池将产生的电解制氨，过程如下图所示。下列说法正确的是 A．电极发生还原反应 B．可加入一定量的固体增强丙室中水的导电性 C．电解池的总反应式为 D．当电路中转移时，丙室溶液质量减少 13．（24-25高二上·广东江门·期末）电化学的腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是 A．图甲：粗银提纯 B．图乙：铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．图丙：铁钥匙上镀铜 D．图丁：保护钢闸门不被腐蚀 14．（24-25高二下·浙江温州·期末）“双碳”背景下，的资源化利用成为全世界的研究热点。电催化还原制备甲酸，原理如图甲所示，电解质溶液为。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化如图乙所示。 已知：其中，表示电解生成还原产物所转移电子的物质的量，表示法拉第常数。下列说法正确的是 A．电极是电解池的阴极，电极反应式为 B．当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0的原因是因为在该电压下电解池的电极不发生化学反应 C．当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为 D．为降低系统能耗，对图甲装置改进，搭建“（阴阳极）共产甲酸耦合系统”，可将极区电解液更换为混合溶液 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（24-25高二上·河北邢台·期末）（15分）Ⅰ．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 （1）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。正极反应式为 。 （2）铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为 ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。 （3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________。 A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片 （4）写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式： 。 Ⅱ．金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列两种腐蚀现象回答下列问题： （5）图1中被腐蚀的金属为 (填化学式)；图2中金属腐蚀类型属于 (填字母)。 A．化学腐蚀     B．析氢腐蚀     C．吸氧腐蚀 （6）图1中Cu的作用是 (填“负极”或“正极”)。 （7）图2中铁的生锈过程中正极反应式为 。 16．（24-25高二下·湖北武汉·期末）（14分）铁及其化合物在处理工业废水、废气过程中发挥重要作用。 （1）工业上可用除含硫化合物，如：，通过下图装置可重新获得。电解时，阳极的电极反应式为 ；电解过程中阴极区溶液的pH （填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）下图以铁作电极电解除铬。 已知转化反应：； 氧化性强弱： ①电解过程中主要反应之一：；图中气体a的主要成分是 。 ②x膜的最佳选择为： 。 a．阴离子交换膜            b．阳离子交换膜            c．质子交换膜 ③在电解过程中，不同pH、通电时间与Cr元素的去除率关系如图所示，其中相比时铬元素去除率偏低的原因可能是 。 （3）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，高铁电池的研制也在进行中。如图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极反应式为 。 ②上图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 （答一点即可）。 17．（24-25高二上·安徽合肥·期末）（15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 （1）乙为上镀装置，则应为 (填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为 (标准状况下)。 （2）丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度 (填“增大”，“减小”或“不变”)。 （3）丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为 。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 （4）P电极上的电极反应式为 。 （5）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： 。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为 L。 （6）电解池工作时，往 (填“P”或“R”)极移动。 18．（23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末）（14分）以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 （1）将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、炭粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如图1所示。 ①实验ⅰ的现象说明得电子的物质是 ，炭粉的作用是 。 ②为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是 。 （2）向图2所示装置的烧杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作 极。外电路中电子流动方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 （3）用图2所示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。 实验 a b 指针偏转方向 Ⅰ 0.1% 0.01% 向右 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 实验Ⅱ中，b中电极发生的电极反应为 。根据上述实验可知，对钢铁腐蚀有影响的因素是 和NaCl溶液的浓度。 8 / 11 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元 化学反应与电能（B） 题号 考点 能力要求 难度 自评 得分 ✅ ❌ 1 青铜的性质、铜的腐蚀与保护 识记与理解 中等 2 原电池原理、电极判断、离子移动方向 理解与应用 中等 3 电化学腐蚀与防护（牺牲阳极法）、离子移动与颜色反应 理解与分析 较难 4 吸氧腐蚀、电解精炼、电镀、氯碱工业 识记与理解 中等 5 原电池与电解池的综合判断（离子移动、电流方向、电极反应） 综合应用 中等 6 微生物燃料电池（电极判断、离子移动、电子转移计算） 分析与计算 较难 7 铝离子电池（二次电池、电极过程、电子流向） 理解与判断 中等 8 光电化学装置（电极反应、pH变化、气体体积计算） 理解与计算 较难 9 铁铬液流电池（充放电过程、电极判断、电子转移） 理解与分析 较难 10 甲醇燃料电池（电极反应、电子流向、物质计算） 理解与计算 中等 11 电解加氢装置（电极判断、离子膜、副反应分析） 理解与综合分析 较难 12 复合电化学系统（原电池+电解池、电极反应、质量变化计算） 综合分析与计算 困难 13 电化学应用判断（精炼、腐蚀防护、电镀） 理解与应用 中等 14 CO₂电催化还原（法拉第效率、电压影响、电极反应优化） 综合分析与应用 困难 15 综合电化学知识（铅蓄电池、腐蚀、铝铜原电池、吸氧腐蚀） 识记、理解与书写 中等 16 电化学处理工业废水（电极反应、pH变化、膜选择、电池性能） 理解、分析与书写 较难 17 甲烷燃料电池及其应用（电镀、精炼、氯碱工业、电解脱硫） 综合理解、计算与书写 较难 18 实验探究NaCl对钢铁腐蚀的影响（原电池构成、电极判断、影响因素） 实验分析与综合理解 中等 总分 总评： 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（24-25高二下·海南·期末）海南省博物馆常设展览中有汉代青铜器(如铜钱)的陈列(如图所示)，可系统了解海南青铜文化。下列叙述错误的是 A．青铜是合金 B．出土的铜钱表面的绿色物质主要是 C．铜钱在土壤和空气中发生了吸氧腐蚀 D．青铜文物保护时喷涂丙烯酸树脂，以隔绝空气和水分 【答案】B 【解析】A．青铜是铜和锡等金属形成的合金，A项正确；B．铜钱表面的绿色物质是而非，B项错误；C．在土壤和空气中，由于水、氧气的存在，铜钱会发生吸氧腐蚀(铜作负极)，C项正确；D．涂保护层是保护青铜器的常用方法，喷涂丙烯酸树脂可以在文物表面形成一层保护膜，隔绝空气和水分，防止文物被腐蚀，D项正确；故选B。 2．（24-25高二上·河南南阳·月考）某实验小组同学设计原电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．Cu极为正极，发生还原反应 B．Zn极质量减小，Cu极质量增大 C．放电时，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 D．原电池总反应的离子方程式为 【答案】C 【解析】该装置为原电池，Zn为负极，失电子发生氧化反应，质量减小，电极反应式为；Cu为正极，得电子发生还原反应，质量增大，电极反应式为；Ａ．根据分析可知：Cu极为正极，得电子，发生还原反应，A正确；Ｂ．根据分析可知：Zn极质量减小，Cu极质量增大，B正确；Ｃ．放电时，盐桥中的进入盛有溶液的烧杯中，向Cu电极(正极)方向移动，C错误；Ｄ．自发的氧化还原发生在Zn与Cu2+之间，则原电池总反应的离子方程式为，D正确；故答案选C。 3．（24-25高二下·海南海口·期末）两个均装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液琼脂的培养皿，分别将裹有锌皮的铁钉和缠有铜丝的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．离子在琼脂内可定向移动 B．图A中会出现两处红色 C．图A中是用外加电流法保护铁钉 D．图B中出现蓝色的反应： 【答案】C 【解析】A．原电池在放电时，化学能转化为电能，带电粒子可定向移动，A正确；B．图A中的锌比铁活泼，铁做正极，发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-，氢氧根遇酚酞变红，锌在铁钉的中间，则铁钉的两端会变红，B正确；C．利用原电池原理对金属的腐蚀进行防防护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，外加电流的阴极保护法利用的是电解池原理，C错误；D．图B中的铁比铜活泼，铁做负极，发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，生成的亚铁离子与铁氰化钾发生反应生成蓝色沉淀，D正确；故答案为：C。 4．（24-25高二上·福建福州·期末）下列说法错误的是 A．铁发生吸氧腐蚀，负极的电极反应式为 B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极不断溶解 C．氯碱工业中，NaOH溶液在阴极区得到 D．铁制品镀银，铁制品连接电源负极 【答案】A 【解析】A．发生吸氧腐蚀时，Fe作为负极先生成，电极反应为，A错误；B．电解精炼过程中，粗铜是阳极，电极反应为，体现为粗铜在反应过程中不断溶解，B正确；C．氯碱工业中，电解质是氯化钠溶液，阴极反应为，过程中生成NaOH溶液，C正确；D．铁制品在镀银时发生的电极反应为，发生还原反应为阴极，应该与外部电源的负极连接，D正确；故答案选A。 5．（24-25高二上·安徽合肥·期末）下列表述正确的是 A．装置甲：盐桥中的移向溶液 B．装置乙：外电路中电流由极流向极 C．装置丙：a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．装置丁：工业生产中应使用阴离子交换膜 【答案】C 【解析】A．Zn-Cu原电池中，Zn为负极，Cu为正极，原电池中阴离子应该向负极移动，即盐桥中的移向溶液，A错误；B．氢氧燃料电池中，氢气（a极）为负极，氧气（b极）为正极，因此外电路中电流应该从正极移向负极，B错误；C．电解CuCl2溶液时，阳极（a极）产生Cl2，能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C正确；D．氯碱工业中，阳极产生Cl2，阴极产生H2，在阴极得到浓NaOH溶液，则应使用阳离子交换膜使Na+从阳极进入阴极，D错误；故答案选C。 6．（24-25高二下·贵州毕节·期末）某微生物燃料电池工作原理如图所示，该装置能同时除去水体中的和沉积物中的有机物。该装置工作时，下列说法错误的是 A．b极为负极 B．电解质溶液中移向a极 C．a极的电极反应式为 D．每参与反应时，转移4nmol电子 【答案】C 【解析】分析装置图，可知a极：NO→N2过程中N元素化合价降低，发生还原反应，a极为正极；b极：(CH2O)n→CO2过程中C元素化合价升高，发生氧化反应，b为负极。据此进行分析解答。A．由分析可知，b极发生氧化反应，作燃料电池的负极，A正确；B．在原电池中，阳离子移向正极，即H+向a极移动。B正确；C．a极发生还原反应，NO得电子生成N2，电极反应式为：，C错误；D．(CH2O)n→CO2过程中，C元素的化合价由0价变为+4价，每一个C原子转移4个电子，则每参与反应时，转移4nmol电子，D正确；答案选C。 7．（24-25高二下·甘肃白银·期末）金属铝具有较高的体积理论比容量和储量丰富等优点，因此水系铝离子电池是理想的储能体系之一。下图是水系铝离子储能电池工作机理，下列有关说法正确的是 A．铝储能电池是一次电池 B．铝电极易形成致密的氧化铝钝化膜，阻断铝离子的传输从而降低电池效率 C．放电时，电解质溶液中浓度保持不变 D．放电时，电子由Al电极经过电解质溶液流向/石墨电极 【答案】C 【解析】A．储能电池对电能存储、汇集，再集中供电，说明铝储能电池是二次电池，故A错误；B．该电池中没有氧气生成，金属铝表面不会形成致密的氧化铝钝化膜，故B错误；C．放电时，Al为负极，负极每生成1mol 就有1mol 嵌入正极材料中，使得电解质溶液中浓度不变，故C正确；D．电子不能通过电解质溶液，故D错误；故答案选C。 8．（24-25高二下·云南楚雄·期末）某课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气（如图）。下列叙述正确的是 A．该装置实现了太阳能直接转化为化学能 B．a极的电极反应式为 C．装置工作一段时间后，b极区溶液pH升高 D．同温同压下，生成时，理论上逸出 【答案】B 【解析】根据图示，a极硝酸根离子得电子发生还原反应生成氨气，a是阴极、b是阳极；b极氢氧根离子失电子生成氧气，Y是O2。A．该装置中，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，故A错误；B．a极硝酸根离子得电子发生还原反应生成氨气，a是阴极，阴极反应式为，故B正确；C．b是阳极，b极氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为，故C错误；D．根据以上分析，气体Y为，根据电子守恒，，理论上生成的为2aL，故D错误；选B。 9．（24-25高二下·安徽·期末）铁铬液流电池利用溶解在盐酸溶液中的铁离子、铬离子价态变化进行充放电，工作原理如图。下列叙述正确的是 A．接输电网时，b为正极 B．充电过程中阳极可能会产生 C．放电时，电路中每通过，减少0.1mol D．充电时电池反应为： 【答案】C 【解析】接输电网时，装置为原电池，从图中可知，b极失电子生成，b电极为负极，a电极得电子生成，a电极为正极；接风力发电时，装置为电解池，a电极失电子生成，a电极为阳极，b电极为阴极。A．接输电网时，为原电池，从图中可看出b失去电子，为负极，A错误；B．充电过程中，氢离子可能在阴极得电子，产生，B错误；C．放电时，电路中每通过，得电子变为减少0.1mol，C正确；D．充电时和反应，D错误；故答案选C。 10．（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 【答案】B 【解析】氢离子由甲电极向乙电极移动，甲是负极、乙是正极；甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，氧气在正极得电子生成水，则b通入甲醇，a导出二氧化碳，d通入氧气，c流出水。A. 甲是负极，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，a导出的气体是CO2，故A错误；B. 甲是负极、乙是正极，电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极，故B正确；C. 乙是正极，乙电极氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C错误；D. 负极发生反应，当外电路通过电子时，理论上消耗0.1mol甲醇，消耗甲醇的质量为3.2g，故D错误；选B。 11．（24-25高二下·四川泸州·期末）采用电化学方法对HO-DBT进行储氢反应，可实现制氢-储氢一体化，其电解加氢装置如图所示，a电极上有副反应：。下列说法不正确的是 A．b为电解池的负极 B．该装置中的离子膜是质子交换膜 C．b极反应为： D．a极主要反应为： 【答案】A 【解析】a电极上有副反应：，这表明a电极是阴极，因为阴极是电子进入的地方，发生还原反应。A．根据上述分析，a电极是阴极，b电极是阳极，阳极是电子流出的地方，发生氧化反应，故A错误；B．质子交换膜只允许质子（H+）通过，不允许电子通过，这与电解池中离子的移动方式相符，该装置中的离子膜是质子交换膜，故B正确；C．在阳极（b极），水分子失去电子发生氧化反应，生成氧气和氢离子，b极反应为：，故C正确；D．在阴极（a极），HO-DBT（假设为C21H20）接受电子发生还原反应，生成饱和烃C21H38，a极主要反应为：，故D正确；故选A。 12．（24-25高二下·浙江温州·期末）西北工业大学黄维院士团队研发出一种新型水性电池，该电池能有效地捕获并将其转化为。现利用电池将产生的电解制氨，过程如下图所示。下列说法正确的是 A．电极发生还原反应 B．可加入一定量的固体增强丙室中水的导电性 C．电解池的总反应式为 D．当电路中转移时，丙室溶液质量减少 【答案】C 【解析】根据图知，左侧装置能自发的进行氧化还原反应，则该装置为原电池，Zn易失电子作负极，电极反应式为，b电极为正极，电极反应式为：，b连接石墨d，则d为阳极，电极反应式为，c为阴极，电极反应式为。A．a为负极，发生失去电子的氧化反应，A错误；B．NaCl为电解质，在溶液中可电离成离子，但氯离子的还原性大于氢氧根，若加入氯化钠，氯离子会在阳极放电产生氯气，可加入硫酸钠固体增强溶液导电性，B错误；C．电解池中交换膜为质子交换膜，c电极的电极反应为：，d为阳极，电极反应式为：，调整电荷守恒，电解池溶液为亚硝酸盐溶液，反应物中不出现，整理可得电解池总反应为，C正确；D．丙室中阳极上水失电子产生氧气，电极反应为，当电路中转移2mole-时，丙室产生氧气减少的质量16g，且c极电极反应，同时会有2mol质子转移至乙室，则丙室溶液质量等于18g，D错误；故选C。 13．（24-25高二上·广东江门·期末）电化学的腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是 A．图甲：粗银提纯 B．图乙：铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．图丙：铁钥匙上镀铜 D．图丁：保护钢闸门不被腐蚀 【答案】D 【解析】A．图甲为粗银提纯，电解精炼时粗银作阳极，纯银作阴极，电解质为AgNO3溶液，符合电解精炼原理，能达到目的，A正确；B．图乙中铜板与铁铆钉形成原电池，Fe比Cu活泼作负极，Cu作正极，正极Cu被保护，铜板不易被腐蚀，能达到目的，B正确；C．图丙为铁钥匙镀铜，电镀时镀层金属Cu作阳极，待镀金属铁钥匙作阴极，电解质为CuSO4溶液，装置符合电镀原理，能达到目的，C正确；D．图丁中钢闸门连接外接电源正极，作电解池阳极，会发生Fe-2e-=Fe2+而被腐蚀，应将钢闸门接电源负极作阴极才能保护，不能达到目的，D错误；故选D。 14．（24-25高二下·浙江温州·期末）“双碳”背景下，的资源化利用成为全世界的研究热点。电催化还原制备甲酸，原理如图甲所示，电解质溶液为。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化如图乙所示。 已知：其中，表示电解生成还原产物所转移电子的物质的量，表示法拉第常数。下列说法正确的是 A．电极是电解池的阴极，电极反应式为 B．当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0的原因是因为在该电压下电解池的电极不发生化学反应 C．当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为 D．为降低系统能耗，对图甲装置改进，搭建“（阴阳极）共产甲酸耦合系统”，可将极区电解液更换为混合溶液 【答案】D 【解析】电催化还原CO2制备甲酸，碳元素化合价降低，则通入CO2的电极（a极）为阴极，电极反应为；b极为阳极，电极反应为：。A．根据分析可知，电极是电解池的阴极，电极反应式为：，故A错误；B．当电解电压为时，若电解过程中含碳还原产物的为0，则水放电生成H2，即阴极反应为，阳极电极依然是放出氧气，并非是不反应，故B错误；C．由图乙可知，=1:2，故C错误；D．由上述分析可知，b为阳极，电极反应为，发生氧化反应生成HCOO-，故应将阳极区即b极区的电解液换成，电极反应为，故D正确；故答案选D。 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（24-25高二上·河北邢台·期末）（15分）Ⅰ．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 （1）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。正极反应式为 。 （2）铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为 ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。 （3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________。 A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片 （4）写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式： 。 Ⅱ．金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列两种腐蚀现象回答下列问题： （5）图1中被腐蚀的金属为 (填化学式)；图2中金属腐蚀类型属于 (填字母)。 A．化学腐蚀     B．析氢腐蚀     C．吸氧腐蚀 （6）图1中Cu的作用是 (填“负极”或“正极”)。 （7）图2中铁的生锈过程中正极反应式为 。 【答案】（1）PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O（2分） （2） 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ （1分） Cu （1分） 2Fe3++2e-=2Fe2+（1分） （3）B（2分） （4）Al+4OH--3e-=（2分） （5） Fe（1分） C（1分） （6）正极（2分） （7）O2+4e-+2H2O=4OH-（2分） 【解析】（1）铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应，其电极反应为：Pb+-2e-=PbSO4，PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故答案为：PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O； （2）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，设计成原电池时，Cu在负极上发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应，其正极上的电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+，故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Cu；2Fe3++2e-=2Fe2+； （3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，常温下Al遇浓硝酸钝化，Cu能与浓硝酸反应，故Cu作负极，Al作正极，一组插入烧碱溶液中，Al能与NaOH溶液反应，故Al作负极，Cu作正极，故答案为：B； （4）一组插入烧碱溶液中，Al能与NaOH反应，Al作负极，电极反应式为：Al-3e-+4OH-=，故答案为：Al-3e-+4OH-=； （5）图1中Fe比Cu活泼，Fe作负极被腐蚀，图2中，Fe比C活泼，Fe作负极，C作正极，溶液为中性溶液，发生吸氧腐蚀，故答案为：Fe；C； （6）Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，故答案为：正极； （7）图2中铁的生锈过程中正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 16．（24-25高二下·湖北武汉·期末）（14分）铁及其化合物在处理工业废水、废气过程中发挥重要作用。 （1）工业上可用除含硫化合物，如：，通过下图装置可重新获得。电解时，阳极的电极反应式为 ；电解过程中阴极区溶液的pH （填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）下图以铁作电极电解除铬。 已知转化反应：； 氧化性强弱： ①电解过程中主要反应之一：；图中气体a的主要成分是 。 ②x膜的最佳选择为： 。 a．阴离子交换膜            b．阳离子交换膜            c．质子交换膜 ③在电解过程中，不同pH、通电时间与Cr元素的去除率关系如图所示，其中相比时铬元素去除率偏低的原因可能是 。 （3）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，高铁电池的研制也在进行中。如图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极反应式为 。 ②上图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 （答一点即可）。 【答案】（1） （2分） 变大（2分） （2） （2分） c（2分） pH值升高，转化为，氧化能力减弱（2分） （3） （2分） 放电时间长或电压稳定（2分） 【解析】（1）阳极发生氧化反应，根据反应原理，阳极的电极反应式为：，阴极区发生的反应为：，pH变大； （2）①根据电解原理，阳极区Fe发生反应：，，阴极区的Fe发生反应：，所以气体a的主要成分为； ②根据反应，阳极区产生的通过x膜进入阴极区，同时防止进入阳极区发生其他副反应，所以x膜的最佳选择为质子交换膜，故选c。 ③pH值升高，转化为，氧化能力减弱，所以相比时铬元素去除率偏低 （3）①如图，该电池放电时正极反应式为：； ②由图示可知，高铁电池的优点有：放电时间长或电压稳定。 17．（24-25高二上·安徽合肥·期末）（15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 （1）乙为上镀装置，则应为 (填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为 (标准状况下)。 （2）丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度 (填“增大”，“减小”或“不变”)。 （3）丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为 。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 （4）P电极上的电极反应式为 。 （5）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： 。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为 L。 （6）电解池工作时，往 (填“P”或“R”)极移动。 【答案】（1） B （1分） 420（2分） （2）减小（2分） （3）（2分） （4）（2分） （5） （2分） 4.48（2分） （6）P（2分） 【解析】Ⅰ．甲烷燃料电池中，甲烷通入负极，氧气通入正极； Ⅱ．电解脱硫装置中，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为；H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为，据此分析解答问题。 （1）电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，而乙中A是阳极，B是阴极，若要实现Fe上镀Cr，B电极材料为Fe；甲是甲烷燃料电池，甲烷在负极失电子发生氧化反应生成，负极反应式为；乙中阴极反应为，阴极质量增加2.6 g（即0.05 mol Cr）时，电路中转移0.15 mol电子，根据体系电子转移守恒，理论上消耗甲烷的物质的量为，则标准状况下的体积为； （2）粗铜精炼时，阳极杂质也参与反应，故硫酸铜溶液浓度减小； （3）丁为探究氯碱工业的实验装置，工业电解食盐水制备烧碱的总反应为； （4）在电极上转化为，因此电极反应为； （5）R电极为阴极，产生的气体为氢气，电极反应式为；转移电子0.4 mol时，产生的氢气为0.2 mol，则标准状况下体积为4.48 L； （6）电解池中，阴离子向阳极移动，即往极移动。 18．（23-24高二上·黑龙江牡丹江·期末）（14分）以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 （1）将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、炭粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如图1所示。 ①实验ⅰ的现象说明得电子的物质是 ，炭粉的作用是 。 ②为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是 。 （2）向图2所示装置的烧杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作 极。外电路中电子流动方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 （3）用图2所示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。 实验 a b 指针偏转方向 Ⅰ 0.1% 0.01% 向右 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 实验Ⅱ中，b中电极发生的电极反应为 。根据上述实验可知，对钢铁腐蚀有影响的因素是 和NaCl溶液的浓度。 【答案】（1） （2分） 与铁组成原电池，作原电池的正极 （2分） 用水代替NaCl溶液进行上述实验（2分） （2） 正 （2分） a→b（2分） （3） （2分） 温度（2分） 【解析】钢铁在潮湿的中性溶液中构成原电池，发生吸氧腐蚀，铁失电子发生氧化反应，铁为负极、碳为正极；钢铁腐蚀的影响因素是温度和电解质溶液的浓度。 （1）①实验ⅰ的现象说明有氢氧根离子生成，得电子的物质是，炭粉的作用是与铁组成原电池，作原电池的正极。 ②NaCl的作用是离子导体，为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是：用水代替NaCl溶液进行上述实验。 （2）取a、b中溶液少量，滴加溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，说明a溶液中含有Fe2+，可知a中铁片为负极，b中铁片作正极，外电路中电子流动方向为a→b。 （3）实验Ⅱ中，电流计指针向左偏，a中电极为正极，b中电极为负极，b中电极发生的电极反应为，根据上述实验可知，对钢铁腐蚀有影响的因素是温度和NaCl溶液的浓度。 5 / 17 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $