第四章 化学反应与电能（单元自测·素养提升卷）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 人教版高二化学选择性必修1第四章“化学反应与电能”单元复习卷，以科技前沿情境（如体内燃料电池、固态电池）和真实工业应用（氯碱工业、废水处理）为载体，全面考查电化学核心知识，适配单元素养提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题/42分|离子方程式书写（如NO₂制硝酸）、电化学装置分析（如电解饱和食盐水、金属腐蚀）|基础概念与装置辨析结合，体现科学思维中的模型建构| |非选择题|4题/58分|原电池/电解池原理及应用（铅蓄电池充放电、氯碱工业、含铬废水处理）|综合应用与科技情境融合（如微生物燃料电池、固态电池），落实科学探究与实践素养|

2026-2027学年高二化学单元自测（人教版选择性必修1） 第四章 化学反应与电能·素养提升卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 O 16 S 32 Zn 65 1．下列解释事实的离子方程式不正确的是 A．通入水中制硝酸： B．铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式： C．遇水产生大量气体： D．绿矾处理酸性废水中的： 2．利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图4所示实验。闭合，一段时间后 A．U形管左侧有、右侧有气体产生 B．a处布条褪色，说明具有漂白性 C．b处出现蓝色，说明还原性： D．断开，立刻闭合，电流表发生偏转 3．某同学用如图的装置探究金属的腐蚀情况。下列说法正确的是 A．最先观察到变红的区域是① B．铁片发生氧化反应，①和③处可看到蓝色沉淀 C．④处多孔石墨上发生反应 D．若将多孔石墨均换成锌片，保持其他操作不变，观察到的现象相同 4．如果烟气主要成分为，可通过电解法除去，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．为电源负极 B．阳极电极反应式为 C．得到的浓溶液中可能含有 D．该装置可以将电能完全转化为化学能 5．一种空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．电子的流动方向，负极→电解质溶液→正极 B．通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 C．放电过程中负极的电极反应式为： D．若产生，则通入的体积应大于 6．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 7．过量锌片与10 mL 0．1 mol·L-1的稀盐酸反应，能减缓反应速率而不改变H2的总量的是 ①加H2O ②加KNO3溶液 ③再加入少量锌粉 ④加醋酸钠溶液 ⑤滴入几滴硫酸铜溶液 A．①②③⑤ B．①④ C．①②⑤ D．①⑤ 8．用电渗析法由NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H＋＋2e-=H2↑ B．氢氧化钠溶液所在的极室中pH不变 C．H＋由左向右穿过阳膜1，由右向左穿过阴膜 D．当导线中转移0.4 mol e-时，标准状况下两石墨电极上产生气体体积之和为4.48 L 9．利用微生物电解池在酸性条件下合成的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极为阴极 C．该电解池不可在高温下工作 D．有机物为时，a极电极反应式为 10．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是 A．N极为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，N极附近溶液减小 C．处理时，有从交换膜左侧向右侧迁移 D．极发生的电极反应为 11．利用如图所示装置：当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 B．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 12．如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由慢到快的顺序为 A．⑥③①②④⑤ B．⑥①②③④⑤ C．⑥③①④②⑤ D．⑥①④②③⑤ 13．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是 A．a极电极反应式： B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小 C．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 D．电路中转移1mol电子电极b上生成11.2L 14．近期，我国科研团队开发出一种性能卓越的硫化物快离子导体Li5.5PS4.5Cl0.75Br0.75(简称LPSCB)，实现了固态电池的长期稳定循环，由它构成的一种固态电池结构如图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，外电路通过1 mol电子时，通过LPSCB转移1 mol Li+ C．充电时，Li+流向：电极b→电极a D．放电时，电极b反应式为 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15．（14分）化学电池在日常生活中有着广泛的应用。有关的电池装置如图： 编号 a b c d 电池装置 (1)上述四种电池中，属于一次电池的是________(填字母)。 a装置中，外电路中电子的流向是____________________(填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”)。 (2)b装置碱性锌锰干电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2，碱性锌锰干电池的负极上发生的电极反应为____________。若反应消耗13g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。 (3)d装置铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法正确的是____________。 A．放电时，溶液中的SO向正极移动 B．放电时正极上的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g (4)c制成的燃料电池，在碱性条件下，其正极电极反应式为________________。 (5)燃料甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是_。 A． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．使用催化剂改变了反应历程 16．（15分）原电池体现化学对社会发展的又一伟大贡献。请回答下列问题： (1)将Cu电极、石墨电极用导线连接好后插入溶液中，电子的流向为_________（填“由Cu电极到石墨电极”或“由石墨电极到Cu电极”），石墨电极的电极反应式为_________。 (2)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，与在多孔碳材料电极处生成。 ①放电时，多孔碳材料电极为_________（填“正”或“负”）极。 ②放电时，外电路每转移，锂电极的质量变化为_________。 ③放电时，电池正极的电极反应式为_________。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。 ①该电解槽的阳极反应式是_________。 ②除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________（填写“A”或“B”）导出。 17．（14分）Ⅰ.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。 (1)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________。 (2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示： 离子 相对能量 0 60 101 63 38 ①在上述五种离子中，最不稳定的离子是____(填离子符号)。 ②反应的_______。 Ⅱ．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。 (3)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A极电极材料是____________，电极反应式为__________________________________。 (4)乙池中铁极的电极反应式为___________________________________。 Ⅲ.利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法。 (5)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________(填“M”或“N”)处，此时铁电极的电极反应式为________________________________。若X为铜，开关K置于M处，铁发生_________________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，此时铁电极的电极反应式为________________________________。 18．（15分）运用电化学原理可进行工业生产或研究物质的性质。 (1)如图所示，运用电化学原理可生产硫酸，总反应为。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室，能阻止气体通过而允许H+通过。 ①电池的负极是________(填“电极a”或“电极b”)。 ②通入的电极反应是________________________。 (2)氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下。 ①电解饱和NaCl溶液的离子方程式为________________________________。 ②电极a接电源的________(填“正”或“负”)极，电极反应为________。 ③离子交换膜主要允许________(填离子符号)通过。 ④结合化学用语解释b极区产生较浓NaOH的原因：________________________。 (3)利用电解原理还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有)，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应：，最后以的形式除去，其中阳极的电极反应为________；若处理含1mol 的废水，理论上电路中转移________mol电子(不放电)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二化学单元自测（人教版选择性必修1） 第四章 化学反应与电能·素养提升卷 （参考答案） 一、选择题（本大题共14个小题，每题3分，共42分，每题只有一个选项符合题目要求） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A D A C C B B C A D B A C B 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15．（14分）（每空2分） (1) ab 从Zn流向Cu(2) (3)BC (4) (5)C 16．（15分）（除标明外，每空2分） (1) 由Cu电极到石墨电极 (2) 正 减少 （3分） (3) B 17．（14分）（每空2分） (1) （或 ） (2) (3) 纯铜 （1分） (4)Ag++e-=Ag（1分） (5) N （1分） （或 ）（1分） 吸氧 （1分） （1分） 18．（15分）（除标明外，每空2分） (1) 电极a （1分） (2) 正（1分） （1分） b极发生反应：，浓度增大，同时从阳极区通过阳离子交换膜进入b极区，浓度增大，故NaOH浓度增大 (3) 12 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二化学单元自测（人教版选择性必修1） 第四章 化学反应与电能·素养提升卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 O 16 S 32 Zn 65 1．下列解释事实的离子方程式不正确的是 A．通入水中制硝酸： B．铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式： C．遇水产生大量气体： D．绿矾处理酸性废水中的： 【答案】A 【详解】A．给出的是化学方程式，为强酸，在水溶液中应拆分为和，正确离子方程式为，A错误； B．铁制品发生电化学腐蚀时，负极失电子生成，负极反应，B正确； C．与水反应的离子方程式：，C正确； D．酸性条件下还原反应，被氧化为，被还原为，离子方程式：，D正确； 故选A。 2．利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图4所示实验。闭合，一段时间后 A．U形管左侧有、右侧有气体产生 B．a处布条褪色，说明具有漂白性 C．b处出现蓝色，说明还原性： D．断开，立刻闭合，电流表发生偏转 【答案】D 【详解】A．闭合时左侧为阳极，失电子生成，右侧为阴极，得电子生成，右侧气体是不是，A错误； B．a处是湿润红布条，与水反应生成的具有漂白性，本身无漂白性，B错误； C．b处出现蓝色是因为发生反应，还原剂的还原性大于还原产物，即还原性，C错误； D．断开立刻闭合，左侧吸附的和右侧生成的构成氢氯燃料电池，形成电流，左侧为正极，右侧为负极，电流表发生偏转，D正确； 故答案选D。 3．某同学用如图的装置探究金属的腐蚀情况。下列说法正确的是 A．最先观察到变红的区域是① B．铁片发生氧化反应，①和③处可看到蓝色沉淀 C．④处多孔石墨上发生反应 D．若将多孔石墨均换成锌片，保持其他操作不变，观察到的现象相同 【答案】A 【详解】A．左边铁片为电解池阴极，电极反应为，使酚酞变红，电解反应速率远快于右边原电池的吸氧腐蚀速率，故最先观察到变红的区域是①，A正确； B．左边铁片作阴极被保护，不发生氧化反应，无生成，①处不会出现蓝色沉淀，只有③处（右边铁片作原电池负极，失电子生成）出现蓝色沉淀，B错误； C．右边为铁的吸氧腐蚀，④处多孔石墨为正极，电极反应为，不是析氢反应，C错误； D．若将多孔石墨换成锌片，锌比铁活泼，锌作负极失电子，铁作正极被保护，③处无生成，不会出现蓝色沉淀，现象不同，D错误； 故答案选A。 4．如果烟气主要成分为，可通过电解法除去，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．为电源负极 B．阳极电极反应式为 C．得到的浓溶液中可能含有 D．该装置可以将电能完全转化为化学能 【答案】C 【分析】由图可知，中S为+4价，被氧化为+6价（最终生成），电极反应式为，氧化反应在阳极发生，阳极接电源正极，因此b为电源正极；左侧NO中N为+2价，被还原为中的−3价，电极反应式为，还原反应在阴极发生，所以a为电源负极。 【详解】A．由分析知，b为电源正极，与阳极相连，A错误； B．阳极被氧化生成，不是，正确电极反应为，B错误； C．由分析中阴、阳极电极反应式可知，电解过程中的总反应为，因此得到的浓溶液中除硫酸铵外，还可能含有，C正确； D．电解过程中，部分电能会转化为热能，不可能将电能完全转化为化学能，D错误； 故选C。 5．一种空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．电子的流动方向，负极→电解质溶液→正极 B．通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 C．放电过程中负极的电极反应式为： D．若产生，则通入的体积应大于 【答案】C 【详解】A．空气燃料电池，通入NO的电极为原电池的负极，通入的电极为原电池的正极，电子从负极经导线流向正极，A错误； B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，B错误； C．根据题目信息，NO在负极放电，电极反应式为：，C正确； D．计算的体积，需要在标准状况下才能用摩尔体积计算，D错误； 故答案选C。 6．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 【答案】B 【详解】A．电极上发生氧化反应生成，失电子，故电极作负极，A正确，不符合题意； B．原电池中电子从负极经外电路流向正极，电子移动路径应为：电极→传感器→电极，B错误，符合题意； C．血糖过高时电池激活工作，血糖水平越接近正常值，反应物葡萄糖浓度越低，电池反应强度越弱，两极电势差越小，C正确，不符合题意； D．电极上醛基被氧化为羧基，反应失电子，电极反应式为，D正确，不符合题意； 故选B。 7．过量锌片与10 mL 0.1 mol·L-1的稀盐酸反应，能减缓反应速率而不改变H2的总量的是 ①加H2O ②加KNO3溶液 ③再加入少量锌粉 ④加醋酸钠溶液 ⑤滴入几滴硫酸铜溶液 A．①②③⑤ B．①④ C．①②⑤ D．①⑤ 【答案】B 【详解】①加稀释，浓度降低，反应速率减慢，且总物质的量不变，总量不变，正确； ②加溶液时酸性条件下与反应生成，会减少总量 ，错误； ③加锌粉增大反应物接触面积，反应速率加快，错误； ④加醋酸钠溶液，与结合生成弱电解质，浓度降低，反应速率减慢，随着反应进行可逐步电离出，总物质的量不变，总量不变，正确； ⑤滴入硫酸铜会形成原电池加快反应速率，错误； 符合题意的为①④，故答案选B。 8．用电渗析法由NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H＋＋2e-=H2↑ B．氢氧化钠溶液所在的极室中pH不变 C．H＋由左向右穿过阳膜1，由右向左穿过阴膜 D．当导线中转移0.4 mol e-时，标准状况下两石墨电极上产生气体体积之和为4.48 L 【答案】C 【分析】制备H3PO2需要让最左边的H+通过阳膜1进入产品室，H2PO2-通过阴膜定向移动进入产品室结合生成H3PO2，所以左侧石墨为阳极，发生氧化反应，生成H+，电源a极为正极，右侧石墨为阴极，发生还原反应，生成OH-，电源b极为负极。 【详解】A．电源a极为正极，所连石墨电极上的反应为氧化反应，故A错误； B．氢氧化钠稀溶液所在的极室中发生的电极反应为还原反应，有OH-生成，故pH增大，故B错误； C．H+由左向右穿过阳膜1，由右向左穿过阴膜，故C正确； D．根据电极反应，当导线中转移0.4 mol e-时，阳极产生0.1 mol O2，阴极产生0.2 mol H2，两极室共产生气体0.3 mol，标准状况下体积之和为6.72 L，故D错误； 故答案选C。 9．利用微生物电解池在酸性条件下合成的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极为阴极 C．该电解池不可在高温下工作 D．有机物为时，a极电极反应式为 【答案】A 【详解】A．a极（阳极）反应生成，b极（阴极）反应消耗，需要通过交换膜从a极区向b极区迁移，因此离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； B．b极连接电源负极，发生得电子的还原反应，为阴极，B正确； C．该装置依靠微生物/细菌催化反应，高温会使微生物的蛋白质变性失活，因此不可在高温下工作，C正确； D．中C平均价态为0，生成中C为+4价， 反应失去 ，酸性条件下配平后该电极反应式为，D正确； 故选A。 10．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是 A．N极为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，N极附近溶液减小 C．处理时，有从交换膜左侧向右侧迁移 D．极发生的电极反应为 【答案】D 【详解】A．由图可知，N极上得电子生成，发生还原反应，为正极，A错误； B．N极反应为，消耗，附近溶液增大，B错误； C．处理0.1 mol 时，转移电子为0.6 mol，原电池中阳离子向正极移动，故有0.6 mol 从交换膜左侧向右侧迁移，C错误； D．由图可知，M极上失电子发生氧化反应生成，电极反应式为，D正确； 故答案选D。 11．利用如图所示装置：当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 B．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 【答案】B 【详解】A．铜的精炼中，粗铜作阳极（X），纯铜作阴极（Y），电解质为溶液，选项中X、Y材料颠倒，A错误； B．外加电流的阴极保护法中，待保护金属需接电源负极作阴极，Y为阴极，故Y是待保护金属，B正确； C．电镀工业中，镀层金属作阳极（X），待镀金属作阴极（Y），选项中X、Y作用颠倒，C错误； D．氯碱工业中，惰性电极电解饱和氯化钠溶液时，阴极（Y）附近水电离的放电，生成，故Y附近得到氢氧化钠，D错误； 故选B。 12．如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由慢到快的顺序为 A．⑥③①②④⑤ B．⑥①②③④⑤ C．⑥③①④②⑤ D．⑥①④②③⑤ 【答案】A 【详解】铁腐蚀由慢到快的顺序为⑥③①②④⑤： ⑥中Fe为电解池阴极，防护效果最好，腐蚀最慢；③中Fe为原电池正极，被保护，腐蚀速率次之；①是铁的化学腐蚀，速率更快；②中Fe为原电池负极，Fe和Sn活泼性差较小，腐蚀速率比①快；④中Fe是原电池负极，Fe和Cu活泼性差大于Fe和Sn，腐蚀速率比②快；⑤中Fe为电解池阳极，腐蚀速率最快；故选A。 13．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是 A．a极电极反应式： B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小 C．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 D．电路中转移1mol电子电极b上生成11.2L 【答案】C 【分析】由图可知，a电极在碱性条件下失去电子生成氮气，发生氧化反应，电极反应为，a为负极，则b为正极，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑； 【详解】A．a极上转化为和，发生失电子的氧化反应，电极反应式应为，A错误； B．右室b极为正极，电极反应为，消耗，溶液中浓度减小，pH增大，B错误； C．为了淡化海水，海水中的需要通过交换膜Ⅰ向负极（a极）移动，需要通过交换膜Ⅱ向正极（b极）移动，因此交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，C正确； D．题目未说明反应处于标准状况下，无法根据物质的量计算的体积，D错误； 故选C。 14．近期，我国科研团队开发出一种性能卓越的硫化物快离子导体Li5.5PS4.5Cl0.75Br0.75(简称LPSCB)，实现了固态电池的长期稳定循环，由它构成的一种固态电池结构如图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，外电路通过1 mol电子时，通过LPSCB转移1 mol Li+ C．充电时，Li+流向：电极b→电极a D．放电时，电极b反应式为 【答案】B 【分析】由原电池结构，放电时，电极a连接正极材料，为正极，电极b连接负极材料，为负极； 【详解】A．由分析，放电时电极a连接正极材料，正极发生还原反应，A错误； B．放电时电荷守恒，外电路每通过1mol电子，内电路需要迁移1mol带1个正电荷的平衡电荷，因此通过LPSCB转移1mol ，B正确； C．充电时为电解池，阳离子向阴极（原负极，对应电极b一侧）移动，因此流向为电极a→电极b，C错误； D．放电时，电极b为负极，失去电子发生氧化反应，反应式为，D错误； 故选B。 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15．（14分）化学电池在日常生活中有着广泛的应用。有关的电池装置如图： 编号 a b c d 电池装置 (1)上述四种电池中，属于一次电池的是________(填字母)。 a装置中，外电路中电子的流向是____________________(填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”)。 (2)b装置碱性锌锰干电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2，碱性锌锰干电池的负极上发生的电极反应为____________。若反应消耗13g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。 (3)d装置铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法正确的是____________。 A．放电时，溶液中的SO向正极移动 B．放电时正极上的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g (4)c制成的燃料电池，在碱性条件下，其正极电极反应式为________________。 (5)燃料甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 。 A． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．使用催化剂改变了反应历程 【答案】(1) ab 从Zn流向Cu(2) (3)BC (4) (5)C 【详解】（1）一次电池是指放电后不能通过充电使其恢复原状的电池，a(简单的锌铜原电池)和b(锌锰干电池)均无法进行充电循环使用，属于一次电池；c为燃料电池，d为典型的二次电池(可充电电池)，因此填ab；在a装置中，Zn较活泼，作负极失去电子，Cu作正极得到电子，外电路中电子由负极流向正极，即从Zn流向Cu； （2）碱性锌锰干电池的负极材料是Zn，在碱性条件下失电子发生氧化反应，生成氢氧化锌沉淀，电极反应式为：；已知Zn的摩尔质量为 ，消耗 负极材料，其物质的量为 。由于 Zn 反应失去 电子，故转移电子的物质的量为 。 （3）A．原电池放电时，溶液中的阴离子向负极移动，所以 应向负极移动，A错误； B．放电时正极为 发生还原反应，结合溶液中的 和 生成 和 ，电极反应式为 ，B正确； C．放电时负极电极反应式为 ，当外电路通过 电子时，会有 的 Pb 参与反应，此时负极极板增加的质量相当于结合上的 的质量，即 ，C正确； 故选BC； （4）c为氢氧燃料电池，正极通入的是氧化剂氧气，在碱性条件下得电子发生还原反应，结合水生成氢氧根离子，其正极的电极反应式为； （5）A．由图可知，过渡态1的相对能量为 ，反应第一步中间产物()的相对能量为 ，因此 代表两者能量差，即 ，A正确； B．步骤2正向反应的焓变 ，故其逆向反应的 ，B正确； C．化学反应速率主要由活化能决定，活化能越大反应越慢。步骤1的活化能 ，步骤2的活化能 。因为 ，所以步骤1的反应速率比步骤2慢，C错误； D．催化剂的作用本质就是改变反应历程(路径)，从而降低反应所需的活化能，加快反应速率，D正确； 故选C。 16．（15分）原电池体现化学对社会发展的又一伟大贡献。请回答下列问题： (1)将Cu电极、石墨电极用导线连接好后插入溶液中，电子的流向为_________（填“由Cu电极到石墨电极”或“由石墨电极到Cu电极”），石墨电极的电极反应式为_________。 (2)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，与在多孔碳材料电极处生成。 ①放电时，多孔碳材料电极为_________（填“正”或“负”）极。 ②放电时，外电路每转移，锂电极的质量变化为_________。 ③放电时，电池正极的电极反应式为_________。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。 ①该电解槽的阳极反应式是_________。 ②除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________（填写“A”或“B”）导出。 【答案】(1) 由Cu电极到石墨电极 (2) 正 减少 (3) B 【详解】（1）在由Cu、石墨和溶液组成的原电池中，Cu比石墨活泼，因此Cu作负极（发生氧化反应），石墨作正极（发生还原反应）。电子由负极经外电路流向正极，即电子流向为“由Cu电极到石墨电极”。石墨电极上溶液中的得电子被还原为，电极反应式为。 （2）①放电时，在多孔碳材料电极处得电子生成，发生还原反应，故多孔碳材料电极为正极。 ②电池放电时，负极反应为。外电路每转移电子，消耗的，锂的摩尔质量为，故锂电极的质量减少。 ③放电时，正极上得电子并与电解质中的结合生成，电极反应式为。 （3）①电解槽的左侧与电源正极相连，为阳极。阳极发生氧化反应，溶液中的放电生成氧气，电极反应式为。 ②电解槽的右侧与电源负极相连，为阴极。阴极发生还原反应，水电离出的放电生成氢气，同时阴极区产生大量。在电场作用下，阳极区的通过阳离子交换膜进入阴极区，与结合形成纯净的KOH溶液；而工业品KOH溶液中的含氧酸根杂质阴离子无法通过阳离子交换膜，被留在阳极区。因此，提纯除去杂质后的KOH溶液应从阴极区的出口B导出。 17．（14分）Ⅰ.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。 (1)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________。 (2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示： 离子 相对能量 0 60 101 63 38 ①在上述五种离子中，最不稳定的离子是____(填离子符号)。 ②反应的_______。 Ⅱ．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。 (3)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A极电极材料是____________，电极反应式为__________________________________。 (4)乙池中铁极的电极反应式为___________________________________。 Ⅲ.利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法。 (5)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________(填“M”或“N”)处，此时铁电极的电极反应式为________________________________。若X为铜，开关K置于M处，铁发生_________________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，此时铁电极的电极反应式为________________________________。 【答案】(1) （或 ） (2) (3) 纯铜 (4)Ag++e-=Ag (5) N （或 ） 吸氧 【详解】（1）反应物为 、 和 ，生成物为 和 。根据原子守恒可配平化学方程式为 。已知 参与反应释放 热量，则 参与反应释放 热量。结合物质在灼热条件下的状态，该反应的热化学方程式为 。 （2）① 物质的相对能量越高，其状态越不稳定。由表格数据可知， 的相对能量最高，因此在五种离子中最不稳定。② 根据 ，反应 的 。 （3）根据装置图可知，A极连接电源负极，为电解池的阴极。若甲池为电解精炼铜的装置，阴极材料应为纯铜，发生还原反应，其主要电极反应式为。 （4）甲、乙为相互串联的电解池，甲池中A是阴极、B是阳极，所以乙池中石墨是阳极、铁是阴极。 乙池电解质为AgNO3溶液，铁阴极的电极反应式为：Ag++ e- = Ag。 （5）若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，应采用外加电流的阴极保护法，即让铁作电解池的阴极，连接电源负极，故开关K应置于N处。此时铁电极上水得电子发生还原反应，电极反应式为 。若X为铜，开关K置于M处，此时没有外接电源，构成原电池。铁比铜活泼，铁作负极。由于海水呈中性或弱碱性，铁发生吸氧腐蚀，铁在负极失去电子，电极反应式为 。 18．（15分）运用电化学原理可进行工业生产或研究物质的性质。 (1)如图所示，运用电化学原理可生产硫酸，总反应为。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室，能阻止气体通过而允许H+通过。 ①电池的负极是________(填“电极a”或“电极b”)。 ②通入的电极反应是________________________。 (2)氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下。 ①电解饱和NaCl溶液的离子方程式为________________________________。 ②电极a接电源的________(填“正”或“负”)极，电极反应为________。 ③离子交换膜主要允许________(填离子符号)通过。 ④结合化学用语解释b极区产生较浓NaOH的原因：________________________。 (3)利用电解原理还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有)，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应：，最后以的形式除去，其中阳极的电极反应为________；若处理含1mol 的废水，理论上电路中转移________mol电子(不放电)。 【答案】(1) 电极a (2) 正 b极发生反应：，浓度增大，同时从阳极区通过阳离子交换膜进入b极区，浓度增大，故NaOH浓度增大 (3) 12 【详解】（1）①根据总反应方程式，转化为，化合价升高，失去电子，通入的电极为负极，即电极a；②得到电子与溶液中的反应生成水，电极反应为； （2）①电解饱和NaCl溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为； ②根据图示，a极氯离子失电子生成氯气，a极发生氧化反应，a极是阳极；电极a接电源的正极，电极反应为； ③为防止氯化钠与氢氧化钠混合，离子交换膜为阳离子交换膜，主要允许通过； ④b极是阴极，阴极发生反应，浓度增大，同时从阳极区通过阳离子交换膜进入b极区，浓度增大，故NaOH浓度增大； （3）由题意可知，铁电极为电解池的阳极，铁失去电子发生氧化反应生成，再与酸性废水中的反应生成，阳极反应式为；由得失电子守恒可知，处理1mol的废水，理论上反应中消耗6mol，则电路中转移12mol电子。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二化学单元自测（人教版选择性必修1） 第四章 化学反应与电能·素养提升卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 O 16 S 32 Zn 65 1．下列解释事实的离子方程式不正确的是 A．通入水中制硝酸： B．铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀的负极反应式： C．遇水产生大量气体： D．绿矾处理酸性废水中的： 2．利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图4所示实验。闭合，一段时间后 A．U形管左侧有、右侧有气体产生 B．a处布条褪色，说明具有漂白性 C．b处出现蓝色，说明还原性： D．断开，立刻闭合，电流表发生偏转 3．某同学用如图的装置探究金属的腐蚀情况。下列说法正确的是 A．最先观察到变红的区域是① B．铁片发生氧化反应，①和③处可看到蓝色沉淀 C．④处多孔石墨上发生反应 D．若将多孔石墨均换成锌片，保持其他操作不变，观察到的现象相同 4．如果烟气主要成分为，可通过电解法除去，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．为电源负极 B．阳极电极反应式为 C．得到的浓溶液中可能含有 D．该装置可以将电能完全转化为化学能 5．一种空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．电子的流动方向，负极→电解质溶液→正极 B．通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 C．放电过程中负极的电极反应式为： D．若产生，则通入的体积应大于 6．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 7．过量锌片与10 mL 0．1 mol·L-1的稀盐酸反应，能减缓反应速率而不改变H2的总量的是 ①加H2O ②加KNO3溶液 ③再加入少量锌粉 ④加醋酸钠溶液 ⑤滴入几滴硫酸铜溶液 A．①②③⑤ B．①④ C．①②⑤ D．①⑤ 8．用电渗析法由NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H＋＋2e-=H2↑ B．氢氧化钠溶液所在的极室中pH不变 C．H＋由左向右穿过阳膜1，由右向左穿过阴膜 D．当导线中转移0.4 mol e-时，标准状况下两石墨电极上产生气体体积之和为4.48 L 9．利用微生物电解池在酸性条件下合成的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极为阴极 C．该电解池不可在高温下工作 D．有机物为时，a极电极反应式为 10．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是 A．N极为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，N极附近溶液减小 C．处理时，有从交换膜左侧向右侧迁移 D．极发生的电极反应为 11．利用如图所示装置：当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 B．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 12．如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由慢到快的顺序为 A．⑥③①②④⑤ B．⑥①②③④⑤ C．⑥③①④②⑤ D．⑥①④②③⑤ 13．用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是 A．a极电极反应式： B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小 C．交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 D．电路中转移1mol电子电极b上生成11.2L 14．近期，我国科研团队开发出一种性能卓越的硫化物快离子导体Li5.5PS4.5Cl0.75Br0.75(简称LPSCB)，实现了固态电池的长期稳定循环，由它构成的一种固态电池结构如图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，外电路通过1 mol电子时，通过LPSCB转移1 mol Li+ C．充电时，Li+流向：电极b→电极a D．放电时，电极b反应式为 二、非选择题（本大题共4个小题，共58分） 15．（14分）化学电池在日常生活中有着广泛的应用。有关的电池装置如图： 编号 a b c d 电池装置 (1)上述四种电池中，属于一次电池的是________(填字母)。 a装置中，外电路中电子的流向是____________________(填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”)。 (2)b装置碱性锌锰干电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2，碱性锌锰干电池的负极上发生的电极反应为____________。若反应消耗13g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。 (3)d装置铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列说法正确的是____________。 A．放电时，溶液中的SO向正极移动 B．放电时正极上的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g (4)c制成的燃料电池，在碱性条件下，其正极电极反应式为________________。 (5)燃料甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是_。 A． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．使用催化剂改变了反应历程 16．（15分）原电池体现化学对社会发展的又一伟大贡献。请回答下列问题： (1)将Cu电极、石墨电极用导线连接好后插入溶液中，电子的流向为_________（填“由Cu电极到石墨电极”或“由石墨电极到Cu电极”），石墨电极的电极反应式为_________。 (2)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，与在多孔碳材料电极处生成。 ①放电时，多孔碳材料电极为_________（填“正”或“负”）极。 ②放电时，外电路每转移，锂电极的质量变化为_________。 ③放电时，电池正极的电极反应式为_________。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。 ①该电解槽的阳极反应式是_________。 ②除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________（填写“A”或“B”）导出。 17．（14分）Ⅰ.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。 (1)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________。 (2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示： 离子 相对能量 0 60 101 63 38 ①在上述五种离子中，最不稳定的离子是____(填离子符号)。 ②反应的_______。 Ⅱ．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。 (3)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A极电极材料是____________，电极反应式为__________________________________。 (4)乙池中铁极的电极反应式为___________________________________。 Ⅲ.利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法。 (5)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________(填“M”或“N”)处，此时铁电极的电极反应式为________________________________。若X为铜，开关K置于M处，铁发生_________________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，此时铁电极的电极反应式为________________________________。 18．（15分）运用电化学原理可进行工业生产或研究物质的性质。 (1)如图所示，运用电化学原理可生产硫酸，总反应为。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室，能阻止气体通过而允许H+通过。 ①电池的负极是________(填“电极a”或“电极b”)。 ②通入的电极反应是________________________。 (2)氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下。 ①电解饱和NaCl溶液的离子方程式为________________________________。 ②电极a接电源的________(填“正”或“负”)极，电极反应为________。 ③离子交换膜主要允许________(填离子符号)通过。 ④结合化学用语解释b极区产生较浓NaOH的原因：________________________。 (3)利用电解原理还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有)，以铁板作阳极，石墨为阴极，处理过程中存在反应：，最后以的形式除去，其中阳极的电极反应为________；若处理含1mol 的废水，理论上电路中转移________mol电子(不放电)。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $