第4章 化学反应与电能 本章素养提升(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

本章素养提升 ◆ 角度一　新型化学电源 1.[2024·江西卷] 我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 (　) A.CuAg电极反应为2HCHO+2H2O-4e-2HCOO-+H2↑+2OH- B.CuRu电极反应为+6H2O+8e-NH3↑+9OH- C.放电过程中,OH-通过质子交换膜从左室传递到右室 D.处理废水过程中溶液pH不变,无需补加KOH 2.[2025·安徽卷] 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+2Li2LiH 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 ◆ 角度二　电解原理的应用 3.[2025·湖南卷] 一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　) A.电解过程中,K+向左室迁移 B.电解过程中,左室中N的浓度持续下降 C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色 D.N完全转化为NH3的电解总反应: N+8Cl-+6H2ONH3↑+9OH-+4Cl2↑ 4.[2025·新课标卷] 某研究小组设计如下电解池,既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨,又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐,实现变废为宝。 电解时,下列说法错误的是 (　) A.阳极区pH下降 B.OH-从阴极区向阳极区迁移 C.阴极发生反应N+7H2O+8e-NH3·H2O+9OH- D.阴极转化1 mol N,阳极将生成4 mol HOCH2COO- 学科网（北京）股份有限公司 $ 本章素养提升 1.B　[解析] 由原电池中电子移动方向可知,CuAg电极为负极,CuRu电极为正极。由分析可知,CuAg电极为负极,HCHO失去电子生成HCOO-和H2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为2HCHO+4OH--2e-2HCOO-+H2↑+2H2O,A错误;由分析可知,CuRu电极为正极,N得到电子生成NH3,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为N+6H2O+8e-NH3↑+9OH-,B正确;质子交换膜只允许H+通过,C错误;由正、负极反应式可知,总反应为8HCHO+N+7OH-NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O,处理废水过程中消耗OH-,溶液pH减小,需补加 KOH,D错误。 2.C　[解析] 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,电极反应为Li++e-Li,阳极为气体扩散电极,电极反应为H2-2e-+2H2P2H3PO4,放电时,惰性电极为负极,电极反应为Li-e-Li+,气体扩散电极为正极,电极反应为2H3PO4+2e-2H2P+H2↑,据此解答。放电时,Li+会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,电解质溶液质量增加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,由分析中的正、负电极反应可知,总反应为2Li+2H3PO4H2↑+2LiH2PO4,B错误;充电时,Li+向阴极移动,则Li+向惰性电极移动,C正确;充电时,由于溶液体积未知,无法计算c(H+)变化的量,D错误。 3.B　[解析] 由图可知,左侧物质变化:N→N→NH3,N元素化合价下降,则左侧是阴极区,右侧物质变化:Cl-→Cl2,Cl元素化合价升高,则右侧是阳极区,据此解答。电解池中,阳离子向阴极移动,则K+向左室迁移,A正确;电解过程中,N先生成,再消耗,是中间产物,其浓度增大还是减小,取决于生成速率与消耗速率,无法得出其浓度持续下降的结论,B错误;b处生成氯气,与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸能使变红的试纸褪色,故试纸先变红后褪色,C正确;左侧阴极总反应是N+8e-+6H2ONH3↑+9OH-,右侧阳极反应是2Cl--2e-Cl2↑,得失电子守恒的情况下,将两电极反应相加即可得到总反应,D正确。 4.D　[解析] 根据图示,电解时,左侧电极连接电源负极,为阴极,发生还原反应,电极反应式为N+7H2O+8e-NH3·H2O+9OH-;右侧电极连接电源正极,为阳极,发生氧化反应,电极反应式为HOCH2CH2OH-4e-+5OH-HOCH2COO-+4H2O。根据分析,阳极区消耗了OH-,pH下降,A正确;阴极区生成了OH-,阳极区消耗了OH-,按照离子移动方向,OH-从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移,B正确;根据分析阴极发生还原反应,电极反应式为N+7H2O+8e-NH3·H2O+9OH-,C正确;阴极转化1 mol N,转移8 mol e-,此时阳极将生成2 mol HOCH2COO-,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $