第四章《化学反应与电能》单元复习题（举一反三专项训练，北京专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第四章《化学反应与电能》单元复习题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Pb-207 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．(2025·北京十一学校高二期末)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(　　) 铜锌原电池 纽扣电池 碱性锌锰干电池 铅蓄电池 A．负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋ B．正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- C．锌作负极，发生氧化反应 D．放电一段时间后，电解质溶液酸性增强 2．(2026·北京十四中高二期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是( ) A．暖宝宝发热利用了原电池原理 B．阳极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ C．连接锌棒后，电子由锌流向铁管道 D．暖气片表面刷油漆防止金属腐蚀 3．(2026·北京丰台高二期中)下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 4．(2026·北京第十二中学高二检测)下列四个电化学装置的有关叙述正确的是( ) 图I 碱性锌锰电池 图II 银锌纽扣电池 图III 铅蓄电池 图IV 电解熔融氯化钠 A．图I所示电池中，MnO2的作用是催化剂 B．图II所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中Ag2O还原为Ag C．图III所示电池充电过程中，电解质溶液的密度不变 D．图IV所示装置中，NaCl换成AlCl3 ，也可以得到Al和Cl2 5．(2025·北京理工大学附中高二期中)下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是(　　) A．钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是：O2+2H2O+4e-=4OH- B．电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C．金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D．镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 6．(2026·北京十四中高二期中)离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如图。关于该电解池的说法不正确的是( ) A．Cl比OH容易失去电子，H+比Na+容易获得电子 B．精制饱和食盐水从c口补充，NaOH溶液从b口流出 C．从a口流出的溶液中浓度大于c口进入溶液浓度 D．离子交换膜既能防止Cl2与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触 7．(2026·北京第三十五中高二期中)下列说法不正确的是( ) A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，可增加铁制品的抗腐蚀能力 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、SO42-、Fe2＋、Ag＋ 8．海上光伏作为新能源体系的重要组成部分，正迎来规模化发展的历史性机遇。海洋环境具有高湿度、高盐度等特征，对于光伏系统支撑结构造成严峻威胁，使得海上光伏电站需要具有更高要求的耐腐蚀性能。下列说法错误的是(　　) A．海水的一般在，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀 B．相比于海洋底泥区，浪花飞溅区钢结构生锈更严重 C．在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与直流电源的负极相连 D．钢结构生锈时的电极反应式为 9．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验 下列说法错误的是(　　) A.实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B.实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C.实验Ⅰ、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O D.对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 10．(2025·北京卷，14)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是( ) A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv>iii 11．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b=c 12．用可再生能源电还原CO2时，可以生成乙烯、乙醇等，装置如下图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置可以直接将太阳能转化为化学能 B．K+从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极 C．阳极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4+4H2O D．阴极区中KCl的加入作用为提高C2H4、C2H5OH生成率 13．(2025·浙江省温州市高三二模)某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜(LiXSi和钴酸锂(LiCoO2)薄膜为电极的二次电池，充电时，Li+嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，Li+穿过Li+交换膜向a极移动 14．电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出H+、OH-分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1 二、填空题(本大题共4小题，共58分) 15．(14分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为_______，在X极附近观察到的现象是_______。 ②Y电极上的电极反应式为_________________，检验该电极反应产物的方法是_______。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是_______，电极反应式为_________________。 ②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比_______(填“变大”、“变小”或“不变”) (3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为_________________，电解池盛放的电镀液可以是_________________。 (4)若Y极为铜锌合金，X极为纯铜，且电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为______。 16．(14分)(2026·北京丰台高二期中)电解锰渣含MnO2、MnCO3、FeCO3、SiO2等，将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含SO2、O2、N2等)中SO2的同时，实现电解锰渣的资源化利用。 (1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有 。 (2)电解锰渣中的MnO2能吸收烟气中的SO2，反应的方程式为 。 (3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol·L-1)及pH在脱硫过程中的变化如下。 Mn2+ Fe2+ SO42- pH 0min 2.5×10-6 2.3×10-6 6.6×10-4 7.5 180min 1.3×10-4 7.5×10-5 1.7×10-2 1.7 ①用方程式表示脱硫过程溶液pH降低的原因 。 ②浆液中Mn2+浓度增大的原因如下： ⅰ.MnO2被SO2还原； ⅱ.MnO2被Fe2+还原； ⅲ. (用离子方程式表示) ③浆液中Fe2+浓度增大的可能原因是 。 (4)电解获得MnO2，装置如下图所示。 ①滤液2在电解池 (填“阳”或“阴”)极放电产生MnO2。 ②净化过程须除去Fe2+，研究发现，滤液2中即使含有少量Fe2+，也会导致MnO2产率大幅降低，分析原因 。 17．(15分)(2026·北京房山高二期中)某小组实验探究铁的腐蚀及防护措施。 查阅资料：ⅰ．。 ⅱ．  ；  。 实验装置 序号 实验步骤及现象 经过酸化的3% NaCl溶液pH≈5) Ⅰ 电流表指针偏转，Fe电极上未见气泡生成；一段时间后，取出少量Fe电极附近的溶液，滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，未出现蓝色沉淀 Ⅱ 一段时间后，向Fe电极附近滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀 (1)实验Ⅰ中，主要的能量转化形式为化学能转化为 能。 (2)实验Ⅱ中，蓝色沉淀为KFe[ Fe(CN)6]，说明含有。对产生的原因作出如下猜想：猜想1：将Fe氧化；猜想2：_____将Fe氧化；猜想3：K3[ Fe(CN)6]将Fe氧化。 ①猜想2中的物质是 (填化学式)；依据实验Ⅰ中的现象可否定猜想 (填序号)。 ②甲同学猜想，Fe2+ 也可能是K3[ Fe(CN)6]被Zn还原的产物，理由是： 。乙同学依据资料ⅱ推断甲同学猜想不成立，依据是： ，无法生成蓝色沉淀。初步判断，猜想3成立。 (3)继续验证。实验Ⅲ装置如图所示。 ①证明发生吸氧腐蚀的操作及现象是：向A区滴加 ，溶液变红。 ②向A区滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀消失。已知铁不与蓝色沉淀反应，请结合资料ⅰ和平衡移动原理，分析“与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的原因 。 ③将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片，向A区滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，推测其与实验Ⅲ现象的差异 。 上述实验说明：可以利用牺牲阳极的阴极保护法对金属铁进行防护。 18．(15分)(2025·北京卷，16改编)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 mol。已知：转移1 mol电子所产生的电量为96500库仑。 ③铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤I加入NaOH溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4 c．碳材料作还原剂，使PbO2被还原 (4)废旧铅酸电池处理不当会产生含铅废水，化学沉淀法是除去酸性废水中的主要方法，根据其原理不同可以分为：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、磷酸盐沉淀法、铁氧体沉淀法等。水样中各形态铅的百分含量x与溶液pH变化的关系如图所示。向含的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清。 ①若采用氢氧化物沉淀法除溶液中的Pb2+，时，溶液中发生的主要离子方程式为 。 ②向酸性含铅废水中加Na2S可将的Pb2+转化为PbS除去，使用该方法通常先将溶液pH调至6左右，若溶液pH过低会导致 。已知Ksp(PbS)= 8.0×10－28，国家规定的废水排放标准中铅含量不高于0.50mg/L，若某工厂处理过的废水中S2-浓度为1.0×10－21mol·L-1，该废水中铅含量为 mg/L。(保留两位小数) 14 / 14 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章《化学反应与电能》单元复习题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Pb-207 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．(2025·北京十一学校高二期末)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(　　) 铜锌原电池 纽扣电池 碱性锌锰干电池 铅蓄电池 A．负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋ B．正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- C．锌作负极，发生氧化反应 D．放电一段时间后，电解质溶液酸性增强 【答案】D 【解析】铜锌稀硫酸原电池，锌做负极，铜做正极，负极的反应为：Zn-2e-=Zn2＋，A正确；正极的氧化银得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，B正确；碱性锌锰干电池，石墨棒作正极，Zn为负极，发生氧化反应，C正确；铅蓄电池放电时，总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，D错误；故选D。 2．(2026·北京十四中高二期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是( ) A．暖宝宝发热利用了原电池原理 B．阳极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ C．连接锌棒后，电子由锌流向铁管道 D．暖气片表面刷油漆防止金属腐蚀 【答案】B 【解析】A项，暖宝宝中含有铁粉、活性炭、无机盐等物质，在与空气接触时构成原电池，发生氧化还原反应释放热量，利用了原电池原理，故A正确；B项，用废铁保护铁管道时，废铁作阳极(在电化学防护中属于牺牲阳极的阴极保护法，这里的阳极是指较活泼金属)，铁在阳极失去电子，电极反应式应为Fe-2e-=Fe2+，而不是Fe-3e-=Fe3+，故B错误；C项，连接锌棒后，形成锌-铁原电池，锌比铁活泼，锌作负极，电子由负极(锌)通过外电路流向正极(铁管道)，故C正确；D项，暖气片表面刷油漆，可以隔绝空气和水，能有效防止金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀，故D正确；故选B。 3．(2026·北京丰台高二期中)下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 【答案】A 【解析】A项，此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连作阴极，A错误；B项，镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；C项，铁上镀铜，铁质镀件接电源负极发生反应Cu2++2e-=Cu，铜接电源正极作阳极发生反应：Cu-2e-=Cu2+，硫酸铜作电镀液，C正确；D项，制成不锈钢可以起到防护作用，D正确；故选A。 4．(2026·北京第十二中学高二检测)下列四个电化学装置的有关叙述正确的是( ) 图I 碱性锌锰电池 图II 银锌纽扣电池 图III 铅蓄电池 图IV 电解熔融氯化钠 A．图I所示电池中，MnO2的作用是催化剂 B．图II所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中Ag2O还原为Ag C．图III所示电池充电过程中，电解质溶液的密度不变 D．图IV所示装置中，NaCl换成AlCl3 ，也可以得到Al和Cl2 【答案】B 【解析】A项，碱性锌锰电池中，MnO2在正极发生还原反应(MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-)，作氧化剂而非催化剂，A错误；B项，银锌纽扣电池中，Ag2O为正极材料，Ag元素从+1价得电子被还原为0价的Ag，Ag2O是氧化剂，B正确；C项，铅蓄电池充电时，发生放电的逆反应，生成硫酸，电解质溶液浓度增大，密度增大，C错误；D项，AlCl3 为共价化合物，熔融状态不导电，无法电解熔融AlCl3 得到Al和Cl2，D错误；故选B。 5．(2025·北京理工大学附中高二期中)下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是(　　) A．钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是：O2+2H2O+4e-=4OH- B．电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C．金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D．镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【解析】A项，钢铁表面水膜酸性不强时，钢铁发生吸氧腐蚀，在正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−，A正确；B项，电化学保护，包含外接电源的阴极保护法，牺牲阳极的阴极保护法，被保护金属发生还原反应，B正确；C项，金属制品表面涂油漆的防护措施是为了使金属与介质隔离，防止腐蚀，没有利用电化学原理，C错误；D项，镀锌铁板在破损后易形成原电池，锌作负极被氧化，铁作正极被保护，同样情况下镀铜铁板破损后，铁作负极被氧化，铜作正极，则铁更易被腐蚀，故镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，D正确；选C。 6．(2026·北京十四中高二期中)离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如图。关于该电解池的说法不正确的是( ) A．Cl比OH容易失去电子，H+比Na+容易获得电子 B．精制饱和食盐水从c口补充，NaOH溶液从b口流出 C．从a口流出的溶液中浓度大于c口进入溶液浓度 D．离子交换膜既能防止Cl2与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触 【答案】C 【解析】由图可知，左侧电极Cl-失电子生成Cl2，Cl-元素的化合价由-1价变为0价，则左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，离子交换膜为阳离子交换膜，Na+从阳极室向阴极室移动，则c为饱和食盐水，b为NaOH，d为稀NaOH溶液，a为稀NaCl溶液。A项，根据图知，左侧电极得到Cl2、右侧电极得到H2，说明Cl-比OH-容易失去电子，H+比Na+容易获得电子，故A正确；B项，通过以上分析知，饱和食盐水从c口补充，浓NaOH溶液从b口流出，故B正确；C项，从a口流出的溶液是淡盐水，c口进入的溶液是饱和食盐水，所以从a口流出的溶液浓度小于c口进入的溶液浓度，故C错误；D项，该图中是阳离子交换膜，只能阳离子通过，阴离子和分子不能通过，所以能防止Cl2与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触，故D正确；故选C。 7．(2026·北京第三十五中高二期中)下列说法不正确的是( ) A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，可增加铁制品的抗腐蚀能力 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、SO42-、Fe2＋、Ag＋ 【答案】D 【解析】A项，铜为镀层金属，与电源正极相连，铁制品为镀件，与电源负极相连，CuSO4溶液作电解质溶液，能达到实验目的，A正确；B项，用如图1所示装置电镀后，铁制品表面覆盖一层铜，可增加铁制品的抗腐蚀能力，B正确；C项，电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液，图2装置中粗铜作阴极，精铜作阳极，连接方式错误，故不能达到实验目的，C正确；D项，电解精炼粗铜，由于Cu比Ag活泼，Ag不会在阳极放电，故电解精炼粗铜后的电解液中一定没有Ag＋，D错误；故选D。 8．海上光伏作为新能源体系的重要组成部分，正迎来规模化发展的历史性机遇。海洋环境具有高湿度、高盐度等特征，对于光伏系统支撑结构造成严峻威胁，使得海上光伏电站需要具有更高要求的耐腐蚀性能。下列说法错误的是(　　) A．海水的一般在，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀 B．相比于海洋底泥区，浪花飞溅区钢结构生锈更严重 C．在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与直流电源的负极相连 D．钢结构生锈时的电极反应式为 【答案】C 【解析】海水的一般在，是弱碱性环境，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A正确；吸氧腐蚀时氧气含量越高腐蚀越严重，浪花飞溅区氧含量高，故钢结构生锈更严重，B正确；在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与比铁活泼的金属相连，牺牲活泼金属保护光伏系统支撑结构作正极，C错误；钢结构生锈时的电极反应式为，D正确；故选C。 9．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验 下列说法错误的是(　　) A.实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B.实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C.实验Ⅰ、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O D.对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【解析】实验Ⅰ中，铁更活泼，为负极，失电子生成亚铁离子，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，酚酞遇碱变红，A正确；实验Ⅱ中，铁作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，酚酞遇碱变红，而锌为负极，失电子生成锌离子，锌片周围无明显现象，B正确；实验Ⅰ、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，实验Ⅱ铁被保护，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，C错误；对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，镀铜铁板在镀层破损后铁为负极，更易被腐蚀，D正确。 10．(2025·北京卷，14)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a a＞d＞c＞b＞0 ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是( ) A．a＞0，说明实验i中形成原电池，反应为2H2+O2=2H2O B．b＜d，是因为ii中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应 D．d＞c，是因为电极I上吸附H2的量：iv>iii 【答案】D 【解析】按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。A项，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，a＞0，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；B项，因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b＜d，B正确；C项，图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有O2发生反应，C正确；D项，d＞c，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，d＞c，是因为电极I上吸附O2的量：iv>iii，D错误；故选D。 11．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b=c 【答案】A 【解析】题给电解池的阴极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH-，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol e-，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。 12．用可再生能源电还原CO2时，可以生成乙烯、乙醇等，装置如下图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置可以直接将太阳能转化为化学能 B．K+从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极 C．阳极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4+4H2O D．阴极区中KCl的加入作用为提高C2H4、C2H5OH生成率 【答案】D 【解析】A项，该装置中太阳能先转化为电能，电能再转化为化学能，A错误；B项，电解池中阳离子向阴极移动，Cu电极为阴极，K+应向Cu电极迁移，而非从Cu电极迁移到阳极，B错误；C项，阳极发生氧化反应，该反应为还原反应应在阴极发生，C错误；D项，阴极区加入KCl可调节电解液离子强度、导电性或优化催化环境，促进CO2还原生成乙烯和乙醇，提高目标产物生成率，D正确。故选D。 13．(2025·浙江省温州市高三二模)某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜(LiXSi和钴酸锂(LiCoO2)薄膜为电极的二次电池，充电时，Li+嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，Li+穿过Li+交换膜向a极移动 【答案】C 【解析】充电时，电解质的阳离子移向阴极，该电池充电时，Li+嵌入非晶硅膜，因此充电时a极为阴极，放电时为负极。A项，充电时，b极为阳极，接电源的正极，A错误；B项，充电时，a极的电极反应式为，B错误；C项，放电时，外电路通过，b极将嵌入1mol Li+，因此b极质量增加7g，C正确；D项，放电时，阳离子向正极移动，因此a极区的Li+穿过Li+交换膜向b极移动，D错误；故选C。 14．电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出H+、OH-分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1 【答案】B 【解析】该装置为电解池装置，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，为电解池阴极，则II室中b电极为电解池阳极，发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误；B项，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，溶液中氢离子浓度减少，则电解一段时间后I室的pH值增大，B正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，即双极膜中H2O解离出的H+向电极a极移动，C错误；D项，结合a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，b电极发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，根据得失电子守恒可知，电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为1：2，D错误；故选B。 二、填空题(本大题共4小题，共58分) 15．(14分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为_______，在X极附近观察到的现象是_______。 ②Y电极上的电极反应式为_________________，检验该电极反应产物的方法是_______。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是_______，电极反应式为_________________。 ②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比_______(填“变大”、“变小”或“不变”) (3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为_________________，电解池盛放的电镀液可以是_________________。 (4)若Y极为铜锌合金，X极为纯铜，且电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为______。 【答案】(1)①2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑(2分) 有气体放出，溶液变红(2分) ②2Cl－－2e－=Cl2↑(2分) 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2 (2分) (2)① 纯铜(1分) Cu2＋＋2e－=Cu(1分) ②变小 (1分) (3)Zn－2e－=Zn2＋(1分) ZnCl2或 ZnSO4(答案不唯一，合理即可) (1分) (4)3:1(2分) 【解析】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，所以X电极附近OH-浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红；②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，就说明生成的氯气； (2)①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X电极材料是纯铜，该电极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu；②阳极上铜和其它较活泼的金属失电子，阴极上只有Cu2+得电子，根据电子守恒知，析出的铜大于溶解的铜，则溶液中Cu2+浓度变小； (3)电镀时，镀层锌作阳极，镀件作阴极，阳极上电极反应式为Zn2++2e-═Zn，电解池中电解质溶液是含有Zn2+的盐溶液，如ZnCl2或 ZnSO4溶液。 (4)从装置中看Y电极是阳极，X电极是阴极，锌比铜活泼，优先铜放电，然后铜再放电。反应过程  阳极：Zn-2e-=Zn2+ ，Cu-2e-=Cu2+，阴极：Cu2+ +2e-=Cu；第一个阶段，溶液质量增加，第二阶段溶液质量不变；设合金中铜锌的物质的量分别是x 、y，所以由电子转移守恒可得：65g/moly-64g/moly=0.03g，64g/mol(x+y)=7.68g，x=0.09mol，y=0.03mol，  所以可得x：y = 3︰1 。 16．(14分)(2026·北京丰台高二期中)电解锰渣含MnO2、MnCO3、FeCO3、SiO2等，将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含SO2、O2、N2等)中SO2的同时，实现电解锰渣的资源化利用。 (1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有 。 (2)电解锰渣中的MnO2能吸收烟气中的SO2，反应的方程式为 。 (3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol·L-1)及pH在脱硫过程中的变化如下。 Mn2+ Fe2+ SO42- pH 0min 2.5×10-6 2.3×10-6 6.6×10-4 7.5 180min 1.3×10-4 7.5×10-5 1.7×10-2 1.7 ①用方程式表示脱硫过程溶液pH降低的原因 。 ②浆液中Mn2+浓度增大的原因如下： ⅰ.MnO2被SO2还原； ⅱ.MnO2被Fe2+还原； ⅲ. (用离子方程式表示) ③浆液中Fe2+浓度增大的可能原因是 。 (4)电解获得MnO2，装置如下图所示。 ①滤液2在电解池 (填“阳”或“阴”)极放电产生MnO2。 ②净化过程须除去Fe2+，研究发现，滤液2中即使含有少量Fe2+，也会导致MnO2产率大幅降低，分析原因 。 【答案】(1)研磨、搅拌(2分) (2)MnO2+SO2=MnSO4(2分) (3) 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4(2分) MnCO3 + 2H+ ═ Mn2+ + H2O + CO2↑(2分) 反应Ⅰ： FeCO3 + 2H+ ═ Fe2+ + H2O + CO2↑；同时发生反应Ⅱ：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，反应速率：反应Ⅰ＞反应Ⅱ(2分) (4) 阳(2分) Fe2+还原MnO2生成Fe3+，Fe3+在阴极放电又生成Fe2+，上述过程不断循环，使MnO2产率大幅降低(2分) 【解析】电解锰渣含有MnO2、MnCO3、FeCO3、SiO2等，首先进行研磨、搅拌得到浆液，然后通入烟气脱硫，得到含有硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸的溶液，除去不反应的二氧化硅滤渣，滤液经过净化，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰和氢气、硫酸，电解残液混合制成浆液，浆液通入烟气。 (1)研磨、搅拌可以增大反应物的接触面积，从而增大反应速率； (2)MnO2能吸收烟气中的SO2，发生氧化还原反应生成硫酸锰，方程式为MnO2+SO2=MnSO4； (3)①脱硫过程中二氧化硫、氧气、水发生氧化还原反应生成了硫酸，硫酸电离产生H+，使溶液中H+浓度增大，因而溶液中pH降低，该反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4； ②浆液中Mn2+浓度增大的原因除了ⅰ.MnO2被SO2还原、ⅱ.MnO2被Fe2+还原；电解锰渣中MnCO3和酸性电解残液中氢离子反应生成锰离子、水和二氧化碳，也会使得溶液中锰离子浓度增大，反应为：MnCO3 + 2H+ ═ Mn2+ + H2O + CO2↑； ③浆液中Fe2+浓度增大的可能原因是电解锰渣中FeCO3和酸性电解残液中氢离子反应生成亚铁离子，反应Ⅰ：FeCO3 + 2H+ ═ Fe2+ + H2O + CO2↑；同时发生反应Ⅱ：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，反应速率：反应Ⅰ＞反应Ⅱ； (4)①滤液2中含有MnSO4，在电解池中，Mn2+在阳极失电子发生氧化反应生成MnO2，所以在电解池阳极放电产生MnO2； ②滤液2中即使含有少量Fe2+，也会导致MnO2产率大幅降低，这是由于：Fe2+还原MnO2生成Fe3+，Fe3+在阴极放电又生成Fe2+，上述过程不断循环，使MnO2产率大幅降低。 17．(15分)(2026·北京房山高二期中)某小组实验探究铁的腐蚀及防护措施。 查阅资料：ⅰ．。 ⅱ．  ；  。 实验装置 序号 实验步骤及现象 经过酸化的3% NaCl溶液pH≈5) Ⅰ 电流表指针偏转，Fe电极上未见气泡生成；一段时间后，取出少量Fe电极附近的溶液，滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，未出现蓝色沉淀 Ⅱ 一段时间后，向Fe电极附近滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀 (1)实验Ⅰ中，主要的能量转化形式为化学能转化为 能。 (2)实验Ⅱ中，蓝色沉淀为KFe[ Fe(CN)6]，说明含有。对产生的原因作出如下猜想：猜想1：将Fe氧化；猜想2：_____将Fe氧化；猜想3：K3[ Fe(CN)6]将Fe氧化。 ①猜想2中的物质是 (填化学式)；依据实验Ⅰ中的现象可否定猜想 (填序号)。 ②甲同学猜想，Fe2+ 也可能是K3[ Fe(CN)6]被Zn还原的产物，理由是： 。乙同学依据资料ⅱ推断甲同学猜想不成立，依据是： ，无法生成蓝色沉淀。初步判断，猜想3成立。 (3)继续验证。实验Ⅲ装置如图所示。 ①证明发生吸氧腐蚀的操作及现象是：向A区滴加 ，溶液变红。 ②向A区滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀消失。已知铁不与蓝色沉淀反应，请结合资料ⅰ和平衡移动原理，分析“与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的原因 。 ③将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片，向A区滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，推测其与实验Ⅲ现象的差异 。 上述实验说明：可以利用牺牲阳极的阴极保护法对金属铁进行防护。 【答案】(1)电(1分) (2) O2(2分) 猜想1、猜想2(2分) (3) K3[ Fe(CN)6]中铁元素为+3价，具有氧化性，Zn有还原性，可将+3价铁还原为Fe2+(2分) (4) (Fe2+与CN-的配位/结合能力远大于Zn2＋)，[ Fe(CN)6]3-被Zn还原后的产物为[ Fe(CN)6]4-而非Fe2+(2分) (3) 酚酞溶液(2分) (4) ，Fe2+与OH-结合，使Fe2+浓度降低，平衡正向移动(K>Q)，蓝色沉淀溶解(2分) (5) 该反应比实验Ⅳ产生蓝色沉淀更快；一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀不消失(2分) 【解析】实验Ⅰ装置形成原电池，在锌铁原电池中，活泼的金属作负极，锌比铁活泼，所以实验中锌作负极，铁做正极，发生还原反应；实验Ⅱ中，生成了蓝色沉淀，说明在电池正极上生成了Fe2+，不符合电池的原理，说明铁被其他物质氧化；实验Ⅲ中，用锌片包裹铁钉，形成Zn-Fe原电池，活泼性高的Zn做负极，电极方程式为：Zn－2e-=Zn2＋，Fe做正极，电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，正极发生吸氧腐蚀。 (1)原电池是化学能转化为电能的装置； (2)①在酸性的氯化钠溶液中存在氧气，氧气具有氧化性，能把铁氧化，所以猜想为：O2能将Fe氧化；②依据实验I中电流表指针偏转，Fe电极上未见气泡生成：取出少量Fe电极附近的溶液，滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，未出现蓝色沉淀，即可知不是由和H+或O2将Fe氧化，即可否定猜想1和2；③蓝色沉淀K3[ Fe(CN)6]中铁元素为+3价，具有氧化性，Zn有还原性，可将Fe3+还原为Fe2+；④由已知得，即Fe2+的CN-配位能力远大于Zn2+、[ Fe(CN)6]3-，被Zn还原后的产物应为[ Fe(CN)6]4-而非Fe2+，无法生成蓝色沉淀; (3)①在实验Ⅲ中，正极发生吸氧腐蚀O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧根离子，溶液碱性增强，若向A区滴加酚酞溶液，出现红色，证明溶液呈碱性，即证明发生了吸氧腐蚀；②蓝色沉淀为： KFe[ Fe(CN)6]，其在溶液中存在着沉淀溶解平衡，，，反应中阴离子向负极移动，[ Fe(CN)6]3-移动到负极附近被Zn还原，使其浓度降低，随着正极O2+2H2O+4e-=4OH-反应的进行，铁钉附近c(OH-)增大，铁离子，亚铁离子与氢氧根反应，使Fe3+、Fe2+、[ Fe(CN)6]3-浓度降低，根据勒夏特列原理，上述沉淀溶解平衡正向移动，蓝色沉淀溶解；③当把锌片换成铜片时，因为铜的活泼性比铁弱此时形成的原电池中，A区的铁作负极，铜作正极，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，向A区滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，因为有Fe2+生成，会生成蓝色沉淀 KFe[ Fe(CN)6]，但与实验I不同的是，因为铁持续作负极被氧化产生Fe2+，所以该反应比实验Ⅲ产生的蓝色沉淀更快、更多，所以一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀不消失。 18．(15分)(2025·北京卷，16改编)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 mol。已知：转移1 mol电子所产生的电量为96500库仑。 ③铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤I加入NaOH溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4 c．碳材料作还原剂，使PbO2被还原 (4)废旧铅酸电池处理不当会产生含铅废水，化学沉淀法是除去酸性废水中的主要方法，根据其原理不同可以分为：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、磷酸盐沉淀法、铁氧体沉淀法等。水样中各形态铅的百分含量x与溶液pH变化的关系如图所示。向含的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清。 ①若采用氢氧化物沉淀法除溶液中的Pb2+，时，溶液中发生的主要离子方程式为 。 ②向酸性含铅废水中加Na2S可将的Pb2+转化为PbS除去，使用该方法通常先将溶液pH调至6左右，若溶液pH过低会导致 。已知Ksp(PbS)= 8.0×10－28，国家规定的废水排放标准中铅含量不高于0.50mg/L，若某工厂处理过的废水中S2-浓度为1.0×10－21mol·L-1，该废水中铅含量为 mg/L。(保留两位小数) 【答案】(1)PbSO4+2e-=Pb+SO42-(1分) (2分) 2Pb+O2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(2分) (2)使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解(2分) H2O2的作用为还原剂，K2S2O8的作用为氧化剂(2分) (3)ab(2分) (4)①Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42-(1分) ②会产生H2S气体污染空气(1分) 0.17(2分) 【解析】(1)①充电时，阴极发生还原反应，PbSO4得到电子变成Pb，其发生的电极反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-；②根据放电时的反应，每消耗1molH2SO4，转移1mol电子；产生a库伦电量，转移的电子为，故消耗H2SO4的物质的量为；③Pb在H2SO4作用下与氧气反应，会生成PbSO4和水，反应的化学方程式为：2Pb+O2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。 (2)废旧铅酸电池通过预处理得到PbSO4、PbO、PbO2；加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2；若加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，电解后生成Pb；若加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2。①由以上可知，加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2，其目的是为了使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解SO42-；②由以上分析可知，加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，说明PbO2被H2O2还原，故H2O2的作用为还原剂；加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2，说明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化，故K2S2O8的作用为氧化剂。 (3)由于负极会生成导电性差的大颗粒PbSO4，石墨可以导电，多孔碳可以增加负极材料的比表面积，故碳材料的作用可以增强负极的导电性，且有利于生成小颗粒PbSO4，故a、b正确；负极的主要材料是Pb，且电解质环境为酸性，故负极不存在PbO2，碳材料不能使PbO2被还原，c错误；故选ab。 (4)①由图知，时，Pb(OH)3-含量减少、Pb(OH)42-含量增加，则溶液中发生的主要离子方程式为Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42-。②硫化氢为剧毒物质、氢硫酸是挥发性弱酸，向酸性含铅废水中加Na2S可将的Pb2+转化为PbS除去，若将溶液pH调至过低会导致会产生H2S气体污染空气。已知Ksp(PbS)= 8.0×10－28，国家规定的废水排放标准中铅含量不高于0.50mg/L，若某工厂处理过的废水中S2-浓度为1.0×10－21mol·L-1，Ksp(PbS)= 8.0×10－28，则该废水中铅离子浓度为、则其含量为mg/L。 14 / 14 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $