第四章 化学反应与电能 基础过关单元检测卷（2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1）

**基本信息** 聚焦“化学反应与电能”单元，涵盖原电池、电解池、金属腐蚀与防护等核心知识点，融合科技前沿（如Co基催化剂锌空气流电池）与高考真题，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15/45|原电池原理、电解精炼、燃料电池|结合2022全国乙卷真题，融入新型钠离子电池等科技情境| |填空题|4/55|电化学综合应用、实验设计|跨原电池设计与金属防腐，如微生物电池处理废水，体现科学探究与实践|

第四章 化学反应与电能 基础过关检测卷 一、单选题（15小题，每题3分，共45分）。 1．（1.2.1原电池的工作原理夯实基础）铜锌原电池的装置如下图，下列说法正确的是 A．Cu是负极材料 B．正极发生氧化反应 C．Zn电极上发生反应 D．盐桥的作用是传导电子 2．（25-26高一下·陕西西安·期末）下列说法正确的是 A．二次电池充电过程是将化学能转化为电能 B．燃料电池能量转化率高于普通燃料直接燃烧 C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应：Fe-3e-=Fe3+ D．牺牲阳极法保护金属时，被保护金属作负极 3．（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）近年我国科研团队在新材料、碳转化、储能、环境治理领域取得多项化学成果，下列叙述正确的是 A．新型钠离子电池硬碳负极材料，硬碳属于有机高分子化合物 B．铁催化制甲酸，催化剂可以降低反应焓变，提升原料转化率 C．新型固态硫化物锂电池，固态电解质通过锂离子定向迁移传导电荷 D．钙钛矿光伏材料属于合金，废弃后可自然降解，不会产生重金属污染 4．（25-26高二下·贵州毕节·阶段检测）某原电池反应为Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，下列说法正确的是 A．负极材料为Fe，正极材料为Zn B．正极发生的反应为 C．电子由正极经导线流向负极 D．电解质溶液中Cl-向正极移动 5．（25-26高二上·湖北黄石·期末）下列有关中国的科技成就可以用相关化学原理合理解释的是 A．保暖贴遇空气迅速发热与铁发生吸氧腐蚀有关 B．黑火药一旦局部触发，就能瞬间爆炸，说明该反应活化能极高 C．宋代记载的“曾青得铁化为铜”，该过程本质上构成了原电池 D．古代的“鎏金”和“贴金”工艺类似于现代工艺的“电镀”，属于物理变化 6．（25-26高二上·福建福州·期末）工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 7．（25-26高二上·福建宁德·阶段检测）下列制备金属单质的方法正确的是 A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na C．在通电条件下，电解熔融CaCl2制备单质Ca D．在通电条件下，电解熔融AlCl3制备单质Al 8．（26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）下列关于化工生产原理的叙述中，均符合目前工业生产实际的是 A．氯碱工业中，氯气在电解槽的阴极区产生 B．海水提镁工业中，选用为沉淀剂，将转化为 C．合成氨工业中，利用氨易液化，分离出、，循环使用，总体上提高了氨的产率 D．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸 9．（24-25高二上·江西·期末）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，一种处理含有乙二胺()的有机废水的微生物电池结构如图所示，a、b均为石墨电极，两极生成物均为对环境友好的物质。下列说法正确的是 A．温度越高，反应速率越快，处理有机废水的效率越高 B．电池工作时，电子由a极流出，经过电解质溶液流向b极 C．电池工作时，a极反应为 D．每转移0.8 mol电子，b极约消耗22.4 L空气 10．（2016·全国·高考真题）锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列说法正确的是（      ） A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－) 逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42－ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 11．（2022·全国乙卷·高考真题）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 12．（24-25高二上·广东深圳·期末）下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是 A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为： B．石墨电极生成红色固体 C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量固体 D．当甲池中(标准状况下)参加反应时，乙池中理论上可析出固体 13．（24-25高二上·湖北·期末）据《ChemicalSynthesis》杂志2024年4月文章，有人通过合理设计大环共价有机聚合物(COPs)分子，成功制备出具有优异氧还原性能的Co基催化剂COPMCT-Co-900，并将其应用于锌空气流电池，展示了出色的功率密度和循环稳定性，为高性能氧电极的开发提供了新思路。其中锌空气流电池的示意图如下： 有关该电池下列说法正确的是 A．放电时电子由A电极流向B电极 B．充电时B电极接电源正极 C．Co基催化剂COPMCT-Co-900能加快A电极反应 D．充电时A电极反应式为 14．（25-26高二上·山东青岛·期中）氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 15．（第九章金属非金属第四节金属材料）铜、银、金是人类最早认识的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金的强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜的强，他们设计了如下方案： (1)铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出 (2)铁、铜与氯气反应分别生成和 (3)足量的铁粉和铜粉与浓硫酸反应生成和 (4)铜片置于溶液中铜片逐渐溶解 (5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生 (6)把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生 以上设计方案中合理的有 A．两种 B．三种 C．四种 D．五种 二、填空题（4小题，共55分）。 16．（25-26高二上·福建莆田·期中）请回答下列问题。 (1)依据反应：设计的原电池如图甲所示。 ①电极的材料是________；溶液可以是________； ②银电极上发生的电极反应式是________。 ③在电池放电过程中，盛有饱和琼脂溶胶的盐桥中，向溶液一端扩散的离子是________(填离子符号)。 (2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。 ①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的负极反应式________________。 ②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料可以采用________(填写字母序号)。 A．铜 B．钠         C．锌 D．石墨 ③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的________极。 (3)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：。 ①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是________(填序号)。 A． B．     C． D． ②该电池放电时，正极附近溶液的pH________(填增大、减小、不变)。 ③充电时该电池阳极的电极反应式___________________________。 17．（25-26高一下·贵州遵义·期中）化学反应中伴随着能量变化，请按要求回答下面的问题。 (1)下列反应中，生成物总能量大于反应物总能量的是______(填序号)。 ①酸与碱的中和反应 ②氢氧化钠和盐酸反应 ③镁和盐酸反应            ④晶体与混合搅拌 (2)汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气，如图是和反应生成NO的能量变化，则图中三种分子最稳定的是______(写分子式)。若反应生成1 mol NO气体，则吸收______kJ的热量。 (3)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 二价金属A不断溶解 电流由C流向B A上有气体产生 根据实验现象回答：四种金属活泼性最强的金属为______。 (4)根据原电池原理可以制造化学电池。如：电动汽车上用的铅蓄电池，放电时的电池总反应为，写出放电时正极的电极反应式______。 (5)若用甲烷作为燃料电池的原料，在KOH介质中电池的负极反应式是______，当电路中通过1.2 mol电子时，标准状况下正极消耗气体的体积为______L。 18．（25-26高二上·湖南长沙·期末）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，其装置如图所示。 (1)写出如图装置中电解饱和食盐水的离子方程式____________________________________。 (2)a处产生的气体是______，该装置中离子交换膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (3)可用碱性甲醇()燃料电池作为电解饱和食盐水的外加电源，则通入甲醇的一极为电源的______极，请写出通入甲醇的电极反应式_______，若消耗0.1 mol甲醇蒸气，则理论上如图装置的阳极室溶液减少的质量为______g。 (4)氯碱工业能耗大，通过下图的改进可大幅度降低能耗。写出电极B的电极反应式____________________。 19．（25-26高二上·福建厦门·期中）利用燃料电池(产物均为环境友好物质)电解溶液并制备，装置如下图所示(均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)。 (1)工作时，甲装置能量转变形式为___________，电极为___________极，电极反应式为___________。 (2)工作时，乙装置中极的电极电势___________极(选填“高于”或“低于”)，向___________(填“”或“Ag”)极移动，若电解时间过长，极可能会产生___________气体。 (3)丙装置中K、M、L为离子交换膜，其中M膜是___________(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 (4)若甲装置电极上消耗标准状况下，，理论上丙装置阳极室溶液质量减少___________g。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 化学反应与电能 基础过关检测卷 一、单选题（15小题，每题3分，共45分）。 1．（1.2.1原电池的工作原理夯实基础）铜锌原电池的装置如下图，下列说法正确的是 A．Cu是负极材料 B．正极发生氧化反应 C．Zn电极上发生反应 D．盐桥的作用是传导电子 【答案】C 【知识点】原电池原理理解、氧化反应、还原反应的判断、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【分析】金属活动性强于，铜锌原电池中为负极，电极反应为，为正极，电极反应为，由此解答； 【详解】A．由分析可知，为正极，A错误； B．原电池中负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，B错误； C．由分析可知，为负极，电极反应为，C正确； D．盐桥的作用是传导离子，维持两池电荷平衡，电子只能通过外电路导线传递，D错误； 故选C。 2．（25-26高一下·陕西西安·期末）下列说法正确的是 A．二次电池充电过程是将化学能转化为电能 B．燃料电池能量转化率高于普通燃料直接燃烧 C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应：Fe-3e-=Fe3+ D．牺牲阳极法保护金属时，被保护金属作负极 【答案】B 【知识点】金属的防护、常见能量转化形式、原电池电极反应式书写 【详解】A．二次电池充电过程为电解池原理，是将电能转化为化学能，放电过程才是化学能转化为电能，A错误； B．燃料电池直接将化学能转化为电能，避免了普通燃料直接燃烧时的大量热量损失，能量转化率远高于普通燃料直接燃烧，B正确； C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极失去电子生成，反应为，不会直接生成，C错误； D．牺牲阳极法利用原电池原理，被保护金属作正极（阴极），比被保护金属更活泼的金属作负极（阳极）被腐蚀消耗，D错误； 故选B。 3．（26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测）近年我国科研团队在新材料、碳转化、储能、环境治理领域取得多项化学成果，下列叙述正确的是 A．新型钠离子电池硬碳负极材料，硬碳属于有机高分子化合物 B．铁催化制甲酸，催化剂可以降低反应焓变，提升原料转化率 C．新型固态硫化物锂电池，固态电解质通过锂离子定向迁移传导电荷 D．钙钛矿光伏材料属于合金，废弃后可自然降解，不会产生重金属污染 【答案】C 【知识点】化学科学对人类文明发展的意义、反应热与焓变概念比较、无机物与有机物、催化剂对化学反应速率的影响、新型电池 【详解】A．硬碳是碳的单质，不属于有机高分子化合物，A错误； B．催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，也不能改变化学平衡状态，无法提升原料平衡转化率，B错误； C．新型固态硫化物锂电池工作时，固态电解质通过锂离子的定向迁移传导电荷，C正确； D．属于无机离子化合物，不属于合金，且含有重金属，废弃后会产生重金属污染，D错误； 故选C。 4．（25-26高二下·贵州毕节·阶段检测）某原电池反应为Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，下列说法正确的是 A．负极材料为Fe，正极材料为Zn B．正极发生的反应为 C．电子由正极经导线流向负极 D．电解质溶液中Cl-向正极移动 【答案】B 【知识点】原电池电解质溶液中离子的移向判断及应用、设计原电池、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【分析】原电池负极为氧化反应，根据总反应可知，负极的电极反应为；正极为还原反应，根据总反应可知，正极的电极反应为，由此解答； 【详解】A．由分析可知，负极发生的反应为，因此负极为Zn；正极反应为，正极材料不参与反应，正极应选择活泼性弱于Zn的导电材料，A错误； B．由分析可知，正极的电极反应为，B正确； C．原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，C错误； D．原电池电解质溶液中，阴离子向负极移动，故向负极移动，D错误； 故答案为B。 5．（25-26高二上·湖北黄石·期末）下列有关中国的科技成就可以用相关化学原理合理解释的是 A．保暖贴遇空气迅速发热与铁发生吸氧腐蚀有关 B．黑火药一旦局部触发，就能瞬间爆炸，说明该反应活化能极高 C．宋代记载的“曾青得铁化为铜”，该过程本质上构成了原电池 D．古代的“鎏金”和“贴金”工艺类似于现代工艺的“电镀”，属于物理变化 【答案】A 【知识点】活化能对反应速率的影响、原电池原理理解、化学科学对人类文明发展的意义、吸氧腐蚀的原理、电镀、物理变化与化学变化 【详解】A．市售保暖贴的核心发热组分是铁粉、活性炭、无机盐、水，打开包装接触空气后，铁会发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应，可持续释放热量，A符合题意； B．黑火药爆炸是剧烈的氧化还原反应，活化能低意味着反应容易发生，B不符合题意； C．铁置换硫酸铜中的铜是直接发生置换反应，无需构成原电池　，C不符合题意； D．“贴金”是将金箔直接粘贴于器物表面，依赖胶粘剂固定，不涉及化学反应，电镀是电解的过程，属于化学变化，D不符合题意； 故选A。 6．（25-26高二上·福建福州·期末）工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 【答案】B 【知识点】电解池有关计算、铜的电解精炼、阿伏加德罗常数的其他应用、电解原理的理解及判断 【分析】电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质溶液为含铜离子的盐溶液。根据金属活动性顺序，的金属性强于，的金属性强于、，阳极上活泼金属优先失电子溶解，电子仅在外电路中移动，不通过电解质溶液。 【详解】A．电解精炼铜时阳极为粗铜，阴极为纯铜，A错误； B．的金属活动性弱于，电解时粗铜中、依次失电子溶解，不放电，沉积形成阳极泥，B正确； C．电子仅在外电路中移动，不能经过电解质溶液，电解质溶液依靠离子定向移动导电，C错误； D．粗铜中比活泼，优先于失电子，因此阳极溶解时，电路中转移电子数大于，D错误； 故选 B。 7．（25-26高二上·福建宁德·阶段检测）下列制备金属单质的方法正确的是 A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na C．在通电条件下，电解熔融CaCl2制备单质Ca D．在通电条件下，电解熔融AlCl3制备单质Al 【答案】C 【知识点】氯碱工业、电冶金、电解法制取铝、常见金属的冶炼、常见金属的活动性顺序及其应用 【详解】A．的金属活泼性强于，高温下不能还原，工业上采用电解熔融制备单质，A错误； B．电解饱和食盐水的产物为、和，无法得到单质，制备需电解熔融，B错误； C．为活泼金属，可通过电解熔融的方法制备单质，C正确； D．是共价化合物，熔融状态下不导电，无法通过电解其熔融物得到，工业上用电解熔融制备单质，D错误； 故选C。 8．（26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）下列关于化工生产原理的叙述中，均符合目前工业生产实际的是 A．氯碱工业中，氯气在电解槽的阴极区产生 B．海水提镁工业中，选用为沉淀剂，将转化为 C．合成氨工业中，利用氨易液化，分离出、，循环使用，总体上提高了氨的产率 D．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸 【答案】C 【知识点】氯碱工业、浓度对化学平衡移动的影响、人工固氮——合成氨、海水提取镁、硫酸的工业制法及其工艺特点 【详解】A．氯碱工业中电解饱和食盐水时，阳极放电生成，氯气在阳极区产生，A错误； B．海水提镁工业需考虑生产成本，选用廉价的石灰乳（）为沉淀剂，成本过高，不适合工业大规模使用，B错误； C．合成氨反应为可逆反应，将氨液化分离后，未反应的、循环使用，可推动平衡正向移动，总体提高氨的产率，C正确； D．三氧化硫用水吸收会产生大量酸雾，降低吸收效率，工业上用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫制备硫酸，D错误； 故选C。 9．（24-25高二上·江西·期末）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，一种处理含有乙二胺()的有机废水的微生物电池结构如图所示，a、b均为石墨电极，两极生成物均为对环境友好的物质。下列说法正确的是 A．温度越高，反应速率越快，处理有机废水的效率越高 B．电池工作时，电子由a极流出，经过电解质溶液流向b极 C．电池工作时，a极反应为 D．每转移0.8 mol电子，b极约消耗22.4 L空气 【答案】C 【知识点】原电池有关计算、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、22.4L/mol适用条件 【分析】该装置属于微生物原电池，质子交换膜只允许氢离子通过；电极a通入含有乙二胺的有机废水，乙二胺在此发生氧化反应，故a为负极，反应生成对环境友好的氮气、二氧化碳与氢离子；电极b一侧通入空气，氧气在酸性环境中得电子发生还原反应，所以b作正极，氧气得到电子结合氢离子生成水；工作过程中负极产生的氢离子穿过质子交换膜，由左侧负极区迁移至右侧正极区，外电路电子从电极a流向电极b，从而将乙二胺所含的化学能转化为电能，同时实现有机废水的处理。 【详解】A．温度过高，微生物会失去活性，电池效率降低，A错误； B．由分析可知b极为正极，电极反应式为极为负极，电子由a极流出，经过外电路流向b极，B错误； C．a极反应为，C正确； D．温度和压强未知，不能求出空气的体积，D错误； 故选C。 10．（2016·全国·高考真题）锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列说法正确的是（      ） A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－) 逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42－ D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 【答案】C 【知识点】电解原理、原电池、原电池电极反应式书写 【详解】A．充电时，阳离子向阴极移动，即K＋向阴极移动，A项错误； B．放电时总反应为2Zn+O2+4OH–+ 2H2O=2Zn(OH)42-，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度增大，B项错误； C．放电时，锌在负极失去电子，电极反应为Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-，C项正确； D．标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔，电路中转移4摩尔电子，D项错误； 答案选C。 【点睛】电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容，一般先写出还原剂（氧化剂）和氧化产物（还原产物），然后标出电子转移的数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式，作为原电池，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极电极反应式为：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-；充电是电解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极，不能接反，否则发生危险或电极互换，电极反应式是原电池电极反应式的逆过程；涉及到气体体积，首先看一下有没有标准状况，如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。 11．（2022·全国乙卷·高考真题）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 【答案】C 【知识点】二次电池、其他二次电池、原电池电极反应式书写 【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。 【详解】A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确； B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确； C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误； D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确； 答案选C。 12．（24-25高二上·广东深圳·期末）下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是 A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为： B．石墨电极生成红色固体 C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量固体 D．当甲池中(标准状况下)参加反应时，乙池中理论上可析出固体 【答案】D 【知识点】利用电子守恒法进行多池串联相关计算、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池电极反应式书写、电解原理的理解及判断 【详解】A．甲池为甲醇燃料电池，将化学能转化为电能，但其电解质为溶液，反应生成的会与反应生成，总反应为，不是生成，A错误； B．甲池中通入的电极为正极，石墨与正极相连为电解池阳极，阳极上放电生成，无红色固体生成，红色固体在阴极电极上析出，B错误； C．乙池中电解过量溶液，反应生成、和，根据“出什么加什么”的复原原则，应加入（或）恢复原状，加入会额外引入，无法复原，C错误； D．标准状况下的物质的量为，反应转移电子的物质的量为，根据电子守恒，乙池中析出的物质的量为，质量为，D正确； 故选D。 13．（24-25高二上·湖北·期末）据《ChemicalSynthesis》杂志2024年4月文章，有人通过合理设计大环共价有机聚合物(COPs)分子，成功制备出具有优异氧还原性能的Co基催化剂COPMCT-Co-900，并将其应用于锌空气流电池，展示了出色的功率密度和循环稳定性，为高性能氧电极的开发提供了新思路。其中锌空气流电池的示意图如下： 有关该电池下列说法正确的是 A．放电时电子由A电极流向B电极 B．充电时B电极接电源正极 C．Co基催化剂COPMCT-Co-900能加快A电极反应 D．充电时A电极反应式为 【答案】C 【知识点】原电池、电解池综合考查、新型电池、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【详解】A．放电时B电极为Zn极，作负极，A电极为正极，电子由负极（B电极）经外电路流向正极（A电极），A错误； B．充电时，原电池的负极（B电极）应接电源负极作阴极，发生还原反应，B错误； C．该Co基催化剂具有优异氧还原性能，A电极发生氧还原反应，故可加快A电极反应，C正确； D．充电时A电极作阳极，发生失电子的氧化反应，反应式为，选项所给为放电时A极的反应式，D错误； 故选C。 14．（25-26高二上·山东青岛·期中）氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 【答案】C 【知识点】原电池原理理解、燃料电池原理及优点、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【详解】A．氢氧燃料电池的反应本质为和化合生成，三种电解质环境下总反应均为，A正确； B．原电池放电时阳离子向正极移动，b极通入为正极，因此阳离子均向b极移动，B正确； C．②以溶液为离子导体时，b极（正极）反应为；③以固体氧化物为离子导体时，b极反应为，二者电极反应式不相同，C错误； D．三种体系的总反应均仅生成，离子导体仅起传导离子的作用，自身物质的量不会发生改变，D正确； 故选C。 15．（第九章金属非金属第四节金属材料）铜、银、金是人类最早认识的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金的强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜的强，他们设计了如下方案： (1)铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出 (2)铁、铜与氯气反应分别生成和 (3)足量的铁粉和铜粉与浓硫酸反应生成和 (4)铜片置于溶液中铜片逐渐溶解 (5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生 (6)把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生 以上设计方案中合理的有 A．两种 B．三种 C．四种 D．五种 【答案】A 【知识点】利用原电池原理比较金属活动性强弱、铁与强氧化性酸的反应、实验方案设计、铜与强氧化性酸的反应 【详解】（1）铁片能置换出硫酸铜中的铜，可证明铁的金属活动性比铜的强，方案合理； （2）铁、铜和氯气反应分别生成氯化铁和氯化铜，只能体现氯气的强氧化性，无法通过产物的价态比较两种金属的活动性强弱，方案不合理； （3）浓硫酸为强氧化剂，反应产物无法比较铁、铜的金属活动性强弱，方案不合理； （4）铜和氯化铁反应使铜溶解，只能说明铜的还原性强于亚铁离子，无法比较铁、铜的金属活动性强弱，方案不合理； （5）铁片和铜片连接插入稀硫酸形成原电池，铁作负极失电子，铜作正极，氢离子在铜片上得电子生成气泡，原电池中负极金属活泼性更强，可证明铁的金属活动性比铜的强，方案合理； （6）铁在浓硝酸中会发生钝化，不能真实反映其金属性，方案不合理； 综合以上分析可知设计方案中合理的有两种，故选A。 二、填空题（4小题，共55分）。 16．（25-26高二上·福建莆田·期中）请回答下列问题。 (1)依据反应：设计的原电池如图甲所示。 ①电极的材料是________；溶液可以是________； ②银电极上发生的电极反应式是________。 ③在电池放电过程中，盛有饱和琼脂溶胶的盐桥中，向溶液一端扩散的离子是________(填离子符号)。 (2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。 ①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的负极反应式________________。 ②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料可以采用________(填写字母序号)。 A．铜 B．钠         C．锌 D．石墨 ③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的________极。 (3)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：。 ①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是________(填序号)。 A． B．     C． D． ②该电池放电时，正极附近溶液的pH________(填增大、减小、不变)。 ③充电时该电池阳极的电极反应式___________________________。 【答案】(1) （或铜） （或硝酸银） (2) C 负 (3) A 增大 【知识点】金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护、新型电池、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【详解】（1）① 根据总反应方程式 可知， 失去电子发生氧化反应，作原电池的负极； 得到电子发生还原反应，在正极反应。图甲中左侧烧杯盛放 溶液，故电极X的材料为 ；右侧电极为 ，则Y溶液应含有 ，通常为 溶液。 ② 银电极为正极，溶液中的 得电子发生还原反应，电极反应式为 。 ③ 原电池放电时，盐桥中的阴离子向负极移动。由于 为负极，故阴离子 向 溶液一端扩散。 （2）① 铁锅生锈主要发生吸氧腐蚀，负极是铁失去电子发生氧化反应，电极反应式为 。 ② 图乙采用的是牺牲阳极的阴极保护法，应选择比铁活泼的金属作负极。钠极易与水剧烈反应，不能作电极材料；铜和石墨不如铁活泼，起不到保护作用；锌比铁活泼且相对稳定，故选C。 ③ 图丙采用的是外加电流的阴极保护法，被保护的金属（铁闸门）应与直流电源的负极相连作阴极，从而避免失去电子，减缓腐蚀速率。 （3）① 放电时装置为原电池，发生还原反应的物质作正极（即氧化剂）。根据总反应方程式， 元素的化合价由+4价降低到+2价，故 发生还原反应，选A。 ② 放电时，正极发生还原反应，电极反应式为 。由于反应生成了 ，导致正极附近溶液的碱性增强， 增大。 ③ 充电时装置为电解池，阳极发生氧化反应，其反应是放电时正极反应的逆过程。故阳极电极反应式为 。 17．（25-26高一下·贵州遵义·期中）化学反应中伴随着能量变化，请按要求回答下面的问题。 (1)下列反应中，生成物总能量大于反应物总能量的是______(填序号)。 ①酸与碱的中和反应 ②氢氧化钠和盐酸反应 ③镁和盐酸反应            ④晶体与混合搅拌 (2)汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气，如图是和反应生成NO的能量变化，则图中三种分子最稳定的是______(写分子式)。若反应生成1 mol NO气体，则吸收______kJ的热量。 (3)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 二价金属A不断溶解 电流由C流向B A上有气体产生 根据实验现象回答：四种金属活泼性最强的金属为______。 (4)根据原电池原理可以制造化学电池。如：电动汽车上用的铅蓄电池，放电时的电池总反应为，写出放电时正极的电极反应式______。 (5)若用甲烷作为燃料电池的原料，在KOH介质中电池的负极反应式是______，当电路中通过1.2 mol电子时，标准状况下正极消耗气体的体积为______L。 【答案】(1)④ (2) 90 (3)D (4) (5) 6.72 【知识点】吸热反应和放热反应、根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【详解】（1）生成物总能量大于反应物总能量的反应为吸热反应。酸与碱的中和反应为放热反应。氢氧化钠和盐酸反应为中和反应，属于放热反应。镁和盐酸反应为活泼金属与酸的反应，属于放热反应。晶体与混合搅拌的反应为吸热反应。故符合要求的为④。 （2）分子的键能越大，断裂化学键需要吸收的能量越多，分子越稳定。的键能为，的键能为，的键能为，故三种分子中最稳定的是。反应的焓变反应物总键能生成物总键能，即生成2mol 气体吸收180kJ热量，故生成1mol 气体吸收的热量为kJ。 （3）原电池中，负极金属的活泼性强于正极金属。甲装置中二价金属A不断溶解，说明A为负极，活泼性A>B。乙装置中电流由C流向B，说明C为正极，B为负极，活泼性B>C。丙装置中A上有气体产生，说明A为正极，发生还原反应生成氢气，活泼性D>A。综上金属活泼性顺序为D>A>B>C，故活泼性最强的金属为D。 （4）铅蓄电池放电时总反应为，正极上发生还原反应，Pb元素化合价从+4降低到+2，结合电解质中的和生成和，配平得正极电极反应式为。 （5）甲烷燃料电池在KOH介质中，负极上发生氧化反应，C元素化合价从-4升高到+4，生成，结合配平电荷与原子，得负极反应式为。正极上发生还原反应，反应式为，当电路中通过1.2mol电子时，消耗的物质的量为mol，标准状况下的体积为L。 18．（25-26高二上·湖南长沙·期末）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，其装置如图所示。 (1)写出如图装置中电解饱和食盐水的离子方程式____________________________________。 (2)a处产生的气体是______，该装置中离子交换膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (3)可用碱性甲醇()燃料电池作为电解饱和食盐水的外加电源，则通入甲醇的一极为电源的______极，请写出通入甲醇的电极反应式_______，若消耗0.1 mol甲醇蒸气，则理论上如图装置的阳极室溶液减少的质量为______g。 (4)氯碱工业能耗大，通过下图的改进可大幅度降低能耗。写出电极B的电极反应式____________________。 【答案】(1) (2) 阳 (3) 负 35.1 (4) 【知识点】氯碱工业、电解池有关计算、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、原电池电极反应式书写 【详解】（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水分子得电子生成氢气和氢氧根离子，总反应的离子方程式为。 （2）图中左侧电极室通入精制盐水，为阳极室，阳极上放电发生氧化反应生成，故a处产生的气体是氯气。为防止阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠反应，以及氯气与氢气混合发生爆炸，必须使用阳离子交换膜，只允许通过进入阴极室。 （3）燃料电池中，通入燃料（甲醇）的一极为负极，发生氧化反应。在碱性条件下，甲醇失电子生成碳酸根离子和水，电极反应式为。消耗甲醇，转移电子。在电解池的阳极室，发生反应，转移电子时生成逸出，其质量为；同时为保持溶液的电中性，有通过阳离子交换膜移向阴极室，其质量为。因此阳极室溶液减少的总质量为。 （4）图中电极B通入氧气，作阴极，发生还原反应。在右侧稀溶液的碱性环境下，氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为。该改进利用氧气还原代替了水还原析氢，氧气的氧化性较强，更容易得电子被还原，从而降低了电解电压，大幅度降低了能耗。 19．（25-26高二上·福建厦门·期中）利用燃料电池(产物均为环境友好物质)电解溶液并制备，装置如下图所示(均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)。 (1)工作时，甲装置能量转变形式为___________，电极为___________极，电极反应式为___________。 (2)工作时，乙装置中极的电极电势___________极(选填“高于”或“低于”)，向___________(填“”或“Ag”)极移动，若电解时间过长，极可能会产生___________气体。 (3)丙装置中K、M、L为离子交换膜，其中M膜是___________(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 (4)若甲装置电极上消耗标准状况下，，理论上丙装置阳极室溶液质量减少___________g。 【答案】(1) 化学能转化为电能 负 (2) 高于 C3 H2或氢气 (3)阳离子 (4)22.2 【知识点】利用电子守恒法进行多池串联相关计算、原电池、电解池综合考查、电解池电极反应式及化学方程式的书写、根据电解目的设计合适方案、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写 【分析】由题可知，甲为燃料电池，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂氧气的为正极；乙和丙为电解池，和与正极相连是阳极，Ag和与负极相连是阴极。 【详解】（1）根据分析可知，工作时甲装置为原电池，能量转变形式为化学能转化为电能，电极为负极，电极反应式：。 （2）由分析可知，乙装置中极为电解池阳极，极为电解池阴极，电极电势阳极要高于阴极，所以极的电极电势高于极；电解池装置中，阴离子向阳极即极移动；若电解时间过长，电解液中银离子可能反应完，溶液中的氢离子可能在极放电产生氢气。 （3）丙为电解池，为阳极，为阴极，阴极电极反应式：，阴极生成带负电的氢氧根，原料室中的钠离子经过M膜移向阴极室，故M膜是阳离子交换膜； （4）甲为燃料电池，通氧气的电极为正极，电极反应式：，丙为电解池，电极为阳极，电极反应式：，阳极室中钙离子移向产品室中，由电子得失守恒及电荷守恒，可以得出如下关系：，阳极室溶液质量减少为逸出的氯气和移向产品室的钙离子质量之和，甲装置电极上消耗标准状况下即0.1 mol，相当于减少0.2 mol CaCl2，故理论上丙装置阳极室溶液质量减少为22.2 g。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $