第4章 五年高考真题练-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（人教版）

**基本信息** 该同步练习以高考真题为主体，分层设置基础应用、综合拓展及竞赛提升题，覆盖原电池、电解、金属腐蚀核心知识点，通过情境化问题巩固化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础应用|单一考点（原电池原理、电解电极反应等）|结合教材基础（如铅酸蓄电池类比分析）| |综合拓展|跨考点综合（新型电池、工业应用等）|工业情境（如湿法冶铁电解分析）| |竞赛提升|学科前沿（储能设备、再锂化技术等）|创新装置（无需离子交换膜氯流储能）|

第四章　化学反应与电能 五年高考真题练 考点1　原电池与化学电源 1.[2023辽宁,11]某低成本储能电池原理如图①所示。下列说法正确的是 (　　) A.放电时负极质量减小② B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应:Pb+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+ ①看图说“化”　联想铅酸蓄电池工作原理 ②辅助设问　放电时,负极的产物是什么? 2.[2025黑吉辽蒙,13]一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是 (　　) A.放电时Na+向b极迁移 B.该电池可用于海水脱盐 C.a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e- Cu2(OH)3Cl+H+ D.若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力 3.[2025安徽,13]研究人员开发出一种锂—氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是 (　　) A.放电时电解质溶液质量减小 B.放电时电池总反应为H2+2Li 2LiH C.充电时Li+移向惰性电极 D.充电时每转移1 mol电子,c(H+)降低1 mol·L-1 4.[2025广东,16]某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上 (　　) 　 a b c A.负极反应的催化剂是ⅰ B.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变 D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 5.[2024新课标,12]一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时,下列叙述错误的是 (　　) A.电池总反应为2C6H12O6+O2 2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a 6.[2023山东,11改编]已知:Cu2+可与NH3反应生成[Cu(NH3)4]2+。利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 (　　) A.甲室Cu电极为正极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+ D.NH3扩散到乙室不会对电池电动势产生影响 考点2　电解原理及应用 7.[2024广东,16]一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图),可用于湿法冶铁①的研究。电解过程中,下列说法不正确的是 (　　) A.阳极反应:2Cl--2e- Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阳极室溶液减少213 g②  D.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阴极室物质最多增加138 g ①辅助设问　a.湿法冶铁时,铁元素化合价如何变化?b.消耗1 mol Fe2O3,阳极室中的微粒如何变化? ②关键点拨　电解池中离子的移动方向 8.[2025河北,10]科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化的电化学装置,其示意图如下: 已知:参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。下列说法正确的是 (　　) A.LixCoO2电极上发生的反应:LixCoO2+xe-+xLi+ LiCoO2 B.产生标准状况下5.6 L O2时,理论上可转化 mol的LixCoO2 C.再锂化过程中,S向LixCoO2电极迁移 D.电解过程中,阳极附近溶液pH升高 9.[2024山东,13]以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。 下列说法错误的是 (　　) A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2O Br+3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2 10.[2025云南,11]一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理:[B(OH)4]-+H+ B(OH)3+H2O。下列说法错误的是 (　　) A.Pt电极反应:4OH--4e- O2↑+2H2O B.外加电场可促进双极膜中水的电离 C.Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3 考点3　金属的腐蚀与防护 11.[2024广东,5]我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 (　　) A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 C.该法为外加电流法 D.锌发生反应:Zn-2e- Zn2+ 12.[2024浙江6月选考,13]金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图: 图1 图2 下列说法正确的是 (　　) A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子① B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O 4OH- C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果 D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应 ①看图说“化”　金属的防护常采用牺牲阳极法和外加电流法 13.[2025全国,8]下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 (　　) A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:Fe-2e- Fe2+ B.铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe+2O2+xH2O Fe3O4·xH2O C.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe+2HNO3(浓) FeO+2NO2↑+H2O D.安装锌块保护船舶外壳,铁电极上发生的反应:Fe3++3e- Fe 学科竞赛 14.(双选题)[2025第39届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛]下图是一种无需离子交换膜的新型氯流储能设备示意图。 下列说法不正确的是 (　　) A.该装置无需离子交换膜的原因是H2O与CCl4不互溶,反应产生的Cl2可被CCl4萃取 B.放电时,钛电极的反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na+ C.充电时,CCl4中c(Cl2)降低 D.该装置用于储能时,开关a应打开,开关b应关闭 15.[2024江苏“扬子石化杯”奥赛]电解高浓度的丙酸钠溶液可制得丁烷,下列说法不正确的是 (　　) A.阳极反应为2CH3CH2COO--2e- CH3CH2CH2CH3↑+2CO2↑ B.电解过程中溶液的pH不断增大 C.若电解槽存在阳离子交换膜,则每生成1 mol丁烷,阳极区增重44 g D.已知电解过程中会生成乙基自由基(CH3CH2·),采用高浓度丙酸钠是为了提高自由基偶联的概率 答案与分层梯度式解析 第四章　化学反应与电能 五年高考真题练 1.B 真题降维　②辅助设问答案:放电时,负极反应式为Pb-2e-+S PbSO4,生成的PbSO4不溶。 该储能电池放电时,Pb为负极,失电子生成Pb2+,Pb2+结合S生成PbSO4,负极质量增大(破题关键),A错误;储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;放电时,右侧为正极,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;放电时多孔碳电极为正极,Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成Fe3+,总反应为PbSO4+2Fe2+ Pb+S+2Fe3+,D错误。 考场速决　储能即将能量储存起来,电能转变为化学能,B正确。 2.D　放电过程中a、b极均增重(破题关键),则a极上Cu2O转化为Cu2(OH)3Cl,发生氧化反应,a极为负极,电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl--2e- Cu2(OH)3Cl+H+,Na+向正极b极迁移,A、C正确;负极消耗Cl-,正极消耗Na+,该电池可用于海水脱盐,B正确;根据题干信息,若将b极换为Ag/AgCl电极,b极仍增重,说明此时b极上的电极反应式为Ag+Cl--e- AgCl,则Ag/AgCl电极为负极,a极为正极,正极上Cu2(OH)3Cl转化为Cu2O,说明还原性:Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3,故若以Ag/AgCl电极代替a极,Ag/AgCl电极仍为负极,NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3为正极,负极上的电极反应式为Ag+Cl--e- AgCl,电池仍有储氯能力,D错误。 名师点津　本题根据装置图中的a、b电极对应物质和放电过程中a、b极均增重,快速判断a电极是负极,b电极是正极,然后结合选项逐一判断即可。 3.C　锂—氢可充电电池在使用前需先充电,目的是将Li+转化为Li单质以提供放电时的负极反应物,又因锂不能与水接触,则充电时,惰性电极为阴极,电极反应式为Li++e- Li,气体扩散电极为阳极,电极反应式为H2-2e-+2H2P 2H3PO4;放电时,惰性电极为负极,气体扩散电极为正极。由上述分析可知,放电时,负极反应为Li-e- Li+,Li+通过固体电解质进入电解质溶液,同时正极会生成H2进入储氢容器,当转移2 mol电子时,电解质溶液增加的质量为7 g·mol-1×2 mol-1 mol×2 g·mol-1=12 g,即电解质溶液质量会增大,A错误;放电时,正极反应为2H3PO4+2e- 2H2P+H2↑,总反应为2Li+2H3PO4 H2↑+2LiH2PO4,B错误;充电时,Li+向阴极惰性电极移动,C正确;电解液体积未知,无法计算c(H+)变化的量,D错误。 考场速决　放电时,惰性电极上Li失电子为负极,充电时为阴极,Li+向阴极惰性电极移动,迅速判断C项正确。 4.C　该燃料电池为氢氧燃料电池,通入O2的一极为正极,电极反应为O2+4e-+4H+ 2H2O,催化剂是ⅰ,A错误;图a中,ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程,最慢(破题关键),则活化能一定最高,B错误;负极反应式为H2-2e- 2H+,每失去1个电子,就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,负极室的溶液质量保持不变,C正确;O2催化循环一次转移4个电子,H2催化循环一次转移2个电子,则相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误。 5.C　a电极上O2→OH-,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,a电极为正极;b电极为负极,发生反应Cu2O-2e-+2OH- 2CuO+H2O,C6H12O6+2CuO C6H12O7+Cu2O,可得电池总反应为2C6H12O6+O2 2C6H12O7,A正确。由b电极上发生的反应可知,b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确。18 mg葡萄糖的物质的量为0.1 mmol,由2C6H12O6+O2 2C6H12O7可知,消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极上消耗0.05 mmol O2,转移0.05 mmol×4=0.2 mmol电子,C错误。原电池中,阳离子由负极移向正极,则Na+的迁移方向为b→a,D正确。 名师点津　在解答本题时应注意两电极发生的反应,电解质溶液呈碱性,在正极氧气得电子生成OH-;在判断离子流向时,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 6.C　由题图可知,低温热解得到CuSO4溶液和NH3,可知甲室中应产生高浓度[Cu(NH3)4]2+,则甲室Cu电极失电子生成Cu2+后与NH3形成[Cu(NH3)4]2+,甲室Cu电极为负极,A错误;原电池内电路中阳离子向正极移动,若隔膜为阳离子膜,左侧电极生成的[Cu(NH3)4]2+会向右侧移动,则无法通过低温热解甲室溶液得到CuSO4溶液,B错误;负极电极反应式为Cu-2e-+4NH3 [Cu(NH3)4]2+,正极电极反应式为Cu2++2e- Cu,则电池总反应为Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+,C正确;甲室中加入足量氨水后,Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+,使两极产生电势差,电池开始工作,若NH3扩散到乙室,乙室中Cu2+也会转化为[Cu(NH3)4]2+,Cu2+浓度降低,将对电池电动势产生影响,D错误。 7.C 真题降维　①辅助设问答案: a.由题中装置可知,湿法冶铁时Fe2O3→Fe,Fe元素的化合价降低,本题装置左侧电极为阴极,右侧电极为阳极,阳极上Cl-发生氧化反应转化为Cl2。b.消耗1 mol Fe2O3,转移6 mol电子,阳极消耗6 mol Cl-并有6 mol Na+由阳极室转移至阴极室,可判断C、D项。 该装置为电解池,左侧Fe2O3得电子发生还原反应生成Fe,左侧电极为阴极,右侧电极为阳极,阳极反应为2Cl--2e- Cl2↑,A正确;阴极反应为Fe2O3+3H2O+6e- 2Fe+6OH-,则溶液中OH-浓度逐渐升高,B正确;消耗1 mol Fe2O3转移6 mol e-,则阳极室有6 mol Cl-放电生成Cl2,同时有6 mol Na+经阳离子交换膜移向阴极室,故阳极室溶液减少6 mol×58.5 g·mol-1=351 g,C错误;消耗1 mol Fe2O3,有6 mol Na+通过阳离子交换膜进入阴极室,故阴极室物质增加6 mol×23 g·mol-1=138 g,D正确。 名师点津　解答本题的关键是根据题给信息和电解池的工作原理,写出电极反应式,由电荷守恒计算阳极室溶液减少的量和阴极室物质增加的量,需注意的是m(阳极室溶液减少)=m(析出气体)+m(离子迁移)。 8.B　由题图可知,Pt电极产生氧气,电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,则Pt电极为阳极,LixCoO2电极为阴极,电极反应式为LixCoO2+(1-x)e-+(1-x)Li+ LiCoO2,产生标准状况下5.6 L即0.25 mol O2时转移1 mol e-,理论上可转化 mol的LixCoO2,A错误、B正确;S向阳极Pt电极迁移,C错误;阳极消耗H2O产生H+,阳极附近溶液pH降低,D错误。 9.B　由题图可知,电极b上Br-→Br,Br元素的化合价升高,发生氧化反应,为电解池的阳极,电极反应式为Br--6e-+3H2O Br+6H+;电极a为阴极,电极反应式为2H++2e- H2↑;根据题意“实现高效制H2和O2”可知,Z为O2。电极a为阴极,连接电源的负极,A正确;此装置实质是将水高效分解制H2和O2,加入Y的目的是补充水,因Br-可循环利用,所以无需补充NaBr,B错误;由阴、阳极的电极反应式可知,电解总反应式为Br-+3H2O Br+3H2↑,C正确;催化反应中,反应物为Br,产物为Br-和O2,根据得失电子守恒,当转移12 mol电子时,能得到3 mol O2和2 mol Br-,D正确。 10.C　由题图中H+和OH-移动方向可知Pt电极为阳极,电极反应为4OH--4e- O2↑+2H2O,A正确;在外加电场作用下,H+和OH-往两侧移动,促进双极膜中水的电离,B正确;Ⅲ室中NaCl浓溶液变成NaCl稀溶液,则Na+通过Y膜向Ⅳ室移动,Cl-通过X膜向Ⅱ室移动,故X膜和Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C错误;Ⅳ室每生成1 mol NaOH转移1 mol e-,有1 mol H+移到Ⅱ室中,生成1 mol B(OH)3,D正确。 11.D　钢铁外壳镶嵌锌块,与海水接触时形成原电池,由于金属活动性Zn>Fe,所以形成原电池时锌块为负极,失去电子,被消耗,钢铁为正极,得到保护,故A错误;镶嵌的锌块逐渐被消耗,需根据腐蚀情况进行更换,不能永久使用,故B错误;该方法为牺牲阳极法,故C错误;Zn失去电子,发生氧化反应:Zn-2e- Zn2+,故D正确。 名师点津　本题以“海葵一号”利用电化学原理延缓外壳的腐蚀为情境,采用“牺牲阳极法”防止金属材料被腐蚀,学生利用原电池工作原理,结合金属腐蚀的防护知识即可顺利解题,培养学生利用所学知识解决实际问题的能力,同时提醒学生要回归教材、注重基础、学以致用。 12.B 考教衔接　　本题图源自教材P114图4-24、P115图4-28。图1将钢闸门作为正极不被腐蚀,是牺牲阳极法,图2钢闸门相当于电解池的阴极被保护,是外加电流法,联系金属的电化学保护方法,对装置图进行分析,可以顺利解答此题。 题图2为电解池,阳极材料一般为惰性电极,本身不会失去电子,A错误;题图2中,钢闸门作阴极,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O 4OH-,B正确;外加电压应随着环境变化而变化,以更好地保护钢闸门不被腐蚀,C错误;钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e- Fe2+的发生,但牺牲阳极和辅助阳极上发生了氧化反应,D错误。 名师点津　牺牲阳极法和外加电流法都采用辅助阳极,将被保护的金属材料作为阴极,在这两种方法中,辅助阳极上发生的电极反应都是氧化反应,其中牺牲阳极法的阳极为较活泼金属,外加电流法的阳极一般是惰性电极。 13.A　酸性环境中铁发生析氢腐蚀,负极是Fe,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,A正确;铁发生腐蚀生锈的产物为Fe2O3·xH2O,B错误;发蓝处理形成Fe3O4氧化膜,C错误;安装锌块保护船舶外壳,属于牺牲阳极法,铁作为阴极被保护,不会发生失电子的氧化反应,不发生Fe3++3e- Fe的变化过程,D错误。 破题关键　在强酸条件下铁发生析氢腐蚀,弱酸性或中性条件下铁发生吸氧腐蚀,但负极反应都是Fe-2e- Fe2+。 14.CD　H2O与CCl4不互溶,且反应产生的Cl2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大,可被CCl4萃取,故该装置无需离子交换膜,A正确;闭合开关b形成原电池,多孔碳电极为正极,电极反应式为Cl2+2e- 2Cl-,钛电极为负极,电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e- NaTi2(PO4)3+2Na+,B正确;闭合开关a为电解池,多孔碳电极为阳极,电极反应为2Cl--2e- Cl2,CCl4中c(Cl2)升高,C错误;该装置用于储能时,为电解池,开关a应关闭,开关b应打开,D错误。 15.C　根据电解高浓度的丙酸钠溶液可制得丁烷知,阳极反应式为2CH3CH2COO--2e- CH3CH2CH2CH3↑+2CO2↑,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,则电解过程中溶液的pH不断增大,A、B正确;根据阳极反应式知,生成的丁烷和CO2均为气体,且Na+向阴极移动,故阳极区质量是减小的,C错误;电解过程中生成乙基自由基,高浓度丙酸钠可以增加乙基自由基碰撞的概率,因此采用高浓度丙酸钠是为了提高自由基偶联的概率,D正确。 7 学科网（北京）股份有限公司 $