专题10 化学反应与电能（期中真题汇编，全国通用）高二化学上学期

专题10 化学反应与电能 7大高频考点 考点01 原电池原理及其应用 考点02 新型电池 考点03 燃料电池 考点04 电解原理 考点05 电解原理的应用 考点06 金属的腐蚀与防护 考点07 化学反应与电能综合题 考点01 原电池原理及其应用 1.(2025-2026高二上·天津河西·期中)下列过程或装置能实现化学能转化为电能的是 A. 太阳能电池 B. 乙醇燃烧 C. 氢氧燃料电池 D. 电动汽车充电 【答案】C 【解析】A．太阳能电池将光能转化为电能，A不符合题意； B．乙醇燃烧是通过化学反应将化学能转化为热能，未直接转化为电能，B不符合题意； C．氢氧燃料电池通过化学反应直接产生电能，实现化学能向电能的转化，C符合题意； D．电动汽车充电是电能转化为化学能，与题目要求相反，D不符合题意； 故答案选C。 2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)人类的生产、生活离不开能量。下列过程有化学能转化成电能的是 A. 电解饱和食盐水制氯气 B. 太阳能电池在阳光下工作 C. 煅烧石灰石制生石灰 D. 锂电池动力驱动汽车 【答案】D 【解析】A．电解饱和食盐水需要外部电能驱动，属于电能转化为化学能，A不符合题意； B．太阳能电池直接将光能转化为电能，未涉及化学能转化，B不符合题意； C．煅烧石灰石是热能或燃料的化学能转化为化学能，未转化为电能，C不符合题意； D．锂电池放电时，内部化学能通过自发反应转化为电能，驱动汽车，D符合题意； 故答案选D。 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)下列有关铅蓄电池的说法中，错误的是 A. 铅蓄电池属于二次电池 B. 充电时，往阳极迁移 C. 放电时，铅蓄电池的正、负极质量均减轻 D. 充电时，电解质溶液的pH变小 【答案】C 【解析】A．铅蓄电池可充电，属于二次电池，A正确； B．充电时为电解池，电解质溶液中的阴离子移向阳极，即往阳极迁移，B正确； C．放电时，铅蓄电池的负极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4(s)，正极反应式为：PbO2+2e-+4H++= PbSO4(s)+2H2O，由此可知，放电时正、负极质量均增重，C错误；        D．充电时，反应方程式为：2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4，故电解质中硫酸浓度升高导致溶液的pH变小，D正确； 故答案为：C。 4.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A. 用装置甲设计铜锌原电池 B. 图乙中负极的电极反应式为： C. 图丙中电池放电时，当外电路上有通过时，负极质量增加96 g D. 图丁氢氧燃料电池中，可以在固体介质NASICON中自由移动，氢气端的电极反应式为： 【答案】D 【解析】A．装置甲中两烧杯未用盐桥连接，无法形成闭合回路，不能构成铜锌原电池，A错误； B．图乙为碱性锌锰电池，负极在碱性环境中失电子，反应式应为，B错误； C．图丙为铅蓄电池，放电时负极是，电极反应式为，外电路通过时，负极生成，增加，质量增加，而非，C错误； D．图丁是氢氧燃料电池，固体介质NASICON允许自由移动，在负极失电子，向负极移动并参与反应，电极反应式为，D正确； 故选D。 5.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A. 电解质溶液Y是溶液 B. X电极发生的电极反应为 C. 盐桥中的移向溶液 D. 若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 【答案】D 【解析】氧化还原反应：中，Cu失去电子被氧化，作负极，Ag+得到电子被还原，在正极上参加反应，因此负极材料为Cu，正极Ag+得到电子生成Ag，因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液，即X为Cu，Y为AgNO3溶液； 【解析】 A．由分析知，Y应为AgNO3，以提供Ag⁺参与正极反应，而A错误； B．由分析知，X电极是负极（Cu电极），发生氧化反应，电极反应为， B错误； C．盐桥中阳离子（K+）移向正极（Ag电极所在溶液，含Ag+），而非CuSO4溶液，C错误； D．转移0.2 mol电子时，负极Cu溶解0.1 mol（质量减少6.4 g），正极析出0.2 mol Ag（质量增加21.6 g），质量差为6.4 + 21.6 = 28 g，D正确； 故答案选D。 6.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图I 碱性锌锰电池 图II 铅蓄电池 图III 电解精炼铜 图IV 银锌纽扣电池 A. 图I所示电池中，的作用是作催化剂 B. 图II所示电池充电过程中，移向阴极 C. 图III所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变 D. 图IV所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag 【答案】D 【解析】A．该碱性锌锰电池工作时，Zn为负极、发生失电子的反应，在正极发生得电子的反应、作氧化剂，A错误； B．铅蓄电池充电时电池反应为：，移向阳极，B错误； C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，C错误； D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以是氧化剂、发生还原反应，D正确； 故答案选D。 7.(2025-2026高二上·河南焦作·期中)下列叙述错误的是 A. NaOH固体溶于水，温度升高，它是放热过程 B. 1 mol (g)与0.5 mol (g)反应生成1 mol (g)放出的热量等于(g)的燃烧热 C. 的平衡常数表达式 D. 碱性氢氧燃料电池正极的电极反应式： 【答案】B 【解析】A．NaOH固体溶解时释放热量，导致温度升高，属于放热过程，故A正确； B．燃烧热定义要求生成液态水，而选项B生成气态水，放出的热量小于的燃烧热，故B错误； C．平衡常数表达式中固体、纯液体的浓度视为1，不写入表达式，故C正确； D．碱性条件下，氢氧燃料电池中氧气在正极得电子生成OH⁻，反应式书写正确，故D正确； 故答案选B。 8.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A. 铅酸蓄电池正在放电 B. 极反应式为 C. 该状态下由极向极移动 D. 一段时间后，溶液的增大 【答案】C 【解析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2，放电时负极电极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，放电时两电极的质量都增加，则a为负极，b为正极，放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，以此来解答。 【解析】 A．由分析可知，图中的装置为原电池，则该铅蓄电池正在放电，故A正确； B．由分析可知，b为正极，正极电极反应PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故B正确； C．原电池中，阴离子向负极移动，即由b极向a极移动，故C错误； D．放电时，由电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，氢离子浓度减小，pH增大，故D正确； 故选C。 9.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)通过原电池实验比较的氧化性，装置如图。下列说法错误的是 A. 图中盐桥中的电解质可用 B. 闭合K，电流计指针偏转，“石墨2”作负极 C. 指针归零后，向右侧烧杯中滴加溶液或向左侧烧杯中滴加溶液，指针均有偏转，说明(或)浓度越大，溶液的氧化性(或还原性)越强 D. 已知AgI的，当等体积等浓度的和KI溶液混合后，溶液中和很小，氧化性和的还原性很弱，二者直接接触，不发生氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．盐桥中电解质需不与两侧溶液反应，KNO3的K+和均不与KI中的I⁻或AgNO3中的Ag+反应，可作盐桥电解质，A正确； B．闭合K后，Ag+氧化性强于I2，在石墨2（右侧，AgNO3溶液）发生还原反应：Ag+ + e- = Ag，为正极；石墨1（左侧，KI溶液）中I-发生氧化反应：2I⁻ - 2e⁻ = I2，为负极，故石墨2作正极，B错误； C．指针归零达平衡后，右侧滴加AgNO3（增大Ag⁺浓度）使正极电势升高，左侧滴加KI（增大I⁻浓度）使负极电势降低，均导致电势差重新产生，指针偏转，说明浓度影响氧化性/还原性，C正确； D．等体积等浓度AgNO3和KI混合生成AgI沉淀，c(Ag⁺)=c(I⁻)==1×10-8mol/L，浓度极低导致Ag+氧化性和I-还原性极弱，无法发生氧化还原反应，D正确； 故选B。 考点02 新型电池 1.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)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. 充电时电解质溶液酸性增强 B. 充电时电池总反应：H2+2Li=2LiH C. 放电时电解质溶液质量减小 D. 放电时惰性电极反应：Li++e-=Li 【答案】A 【解析】锂-氢可充电电池放电时为原电池，金属Li在惰性电极发生失电子的反应生成Li+，则惰性电极为负极、气体扩散电极为正极，正极反应式为2H3PO4+2e-=H2↑+2负极反应式为Li-e-=Li+，总反应为2Li+2H3PO4═H2↑+2LiH2PO4，充电时为电解池，外电源正极连接原电池正极，负极连接原电池负极，阴阳极反应与负正极反应相反，总反应为H2+2LiH2PO4=2Li+2H3PO4，据此分析解答。 【解析】 A．由分析可知，充电时为电解池，总反应为H2+2LiH2PO4=2Li+2H3PO4，电解质溶液酸性增强，A正确； B．由分析可知，放电时正、负极反应分别为2H3PO4+2e-=H2↑+2、Li-e-=Li+，总反应为2Li+2H3PO4═H2↑+2LiH2PO4，则充电时总反应为H2+2LiH2PO4=2Li+2H3PO4，B错误； C．放电时Li+通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极生成的H2进入储氢容器，正极反应式为2H3PO4+2e-=H2↑+2，负极反应式为Li-e-=Li+，当转移2mol电子时，电解质溶液增加质量为7g/mol×2mol-2g/mol×1mol=12g，C错误； D．放电时为原电池，惰性电极为负极、气体扩散电极为正极，负极反应式为Li-e-=Li+，D错误； 故答案为：A。 2.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是 A. 正极反应式为Ag++e-= Ag B. 负极反应式为Mg-2e-= Mg2+ C. 电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D. 负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ 【答案】A 【解析】A．正极是AgCl得电子，方程式应该为：AgCl+e-= Ag+Cl-，A错误，符合题意； B．镁做负极失去电子变成镁离子，方程式为：Mg-2e-= Mg2+，B正确，不符合题意； C．放电时阴离子移向负极，C正确，不符合题意； D．因为是海水，所以镁会直接与水反应Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑，D正确，不符合题意； 故选A。 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为NaCl，还含有Na2SO4等杂质)。下列说法错误的是 A. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH增大 B. 若将含有的废水处理，可除去NaCl的质量小于292.5 g C. a极电极反应式： D. 交换膜I为阳离子交换膜 【答案】D 【解析】由图可知，a电极上CN-在碱性条件下失去电子生成碳酸根、氮气，电极反应为，发生氧化反应，则a为负极，b为正极，海水中阴离子通过交换膜I向a极移动，阳离子通过交换膜Ⅱ向b极移动。 【解析】 A．b为电池正极，电极反应式为，该反应消耗氢离子，所以右室溶液的pH增大，A正确； B．26 g CN-的物质的量为1 mol，由a极电极反应式可知，消耗1 mol CN-时转移5 mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5 mol NaCl，其质量为，但由于海水中还含有等杂质离子，所以除去NaCl的质量小于292.5 g，B正确； C．处理含CN-的碱性废水时，在a极CN-失去电子，被氧化为N2和，a极为负极，其电极反应式为，C正确； D．a电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜I向左移动，所以交换膜I为阴离子交换膜，D错误； 故答案选D。 4.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)一种新型短路膜电池分离装置如图所示。下列说法中正确的是 A. 负极反应为： B. 空气的流速越快，的去除率越高 C. 正极区呈碱性 D. 短路膜和常见的阴离子交换膜相同，只能传递阴离子 【答案】C 【解析】A．负极发生氧化反应，根据示意图可知，失去电子转化成，再与反应，因此负极反应为：，故A错误； B．空气流速过快时，与正极区接触时间过短，来不及反应就被排出，去除率不会一直升高，故B错误； C．正极发生还原反应，得电子生成（），使正极区呈碱性，故C正确； D．“短路膜”名称与常见阴离子交换膜不同，其功能可能存在差异，根据示意图可知，穿过短路膜移向正极，在短路膜内转换成，穿过短路膜向负极移动，因此短路膜能传递电子和阴离子，故D错误； 故答案选C。 考点03 燃料电池 1.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A. Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B. Pt(a)电极反应式为： C. 工作时，电池正极区溶液的pH增大 D. 该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 【答案】A 【解析】由图可知，通入燃料（CH4）的Pt(a)端为负极，发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应为，通入氧化剂（O2）的Pt(b)端为正极，发生还原反应，电极反应式为，据此回答。 【解析】 A．由分析知，电极 Pt(a)端为负极， Pt(b)端为正极，正极电势高于负极，故Pt(a)端电势低于Pt(b)端，A错误； B．由分析知，Pt(a)为负极，CH4发生氧化反应生成CO2，结合酸性环境（稀硫酸）和电荷守恒、原子守恒，电极反应式为，B正确； C．由分析知，Pt(b)为正极，电极反应式为，当转移4mol电子时，消耗4 mol H+，但同时会有4 mol H+向正极移动，H+物质的量不变，但反应生成了水，导致正极区H+浓度减小，pH增大，C正确； D．标准状况下11.2 L CH4的物质的量为0.5 mol，由负极反应式知1 mol CH4转移8 mol电子，0.5 mol完全反应转移4 mol电子，能量转化率80%时，实际转移电子4 mol×80%=3.2 mol，D正确； 故答案选A。 考点04 电解原理 1.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B. 在外电路中，电子从电极1流向电极4 C. 电极3的反应为： D. 理论上，每通过2mol电子，可产生 【答案】D 【解析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。 【解析】 A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确； B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确； C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：，C正确； D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误； 答案选D。 2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)5N(表示纯度)高纯铜作为现代尖端领域的基础材料，与常规的4N铜相比，拥有更低的电阻率、更高的导热性能等。以4N铜为原料，硝酸体系为电解质，电解液，制备5N高纯铜的原理如图。下列说法错误的是 A. 4N铜应连接电源的正极 B. 阴极的副反应为 C. 每生成64 g铜，电路中转移的电子数为 D. 的加入可在一定程度上维持的浓度 【答案】C 【解析】图中4N钛极板附近，硝酸根、铜离子得电子发生还原反应生成亚硝酸根、铜单质，4N钛极板为阴极，则4N铜在电解池中失电子发生氧化反应，4N铜电极为阳极，应连接化学电源的正极。 【解析】 A．结合分析知，4N铜电极为阳极，应连接化学电源的正极，故A正确； B．图中4N钛极板为阴极，如图所示，阴极的副反应为硝酸根离子得电子生成亚硝酸根离子，根据电荷守恒、原子守恒知，该离子方程式无误，故B正确； C．当生成64g铜（1 mol）时，铜元素的化合价： 0 价→+2 价，转移 2 mol 电子，但阴极还存在硝酸根得电子生成亚硝酸根离子的副反应，实际电路中转移的电子数大于2NA，故C错误； D．H2O2具有氧化性，可将副反应产生的亚硝酸根离子氧化成硝酸根离子，从而可以在一定程度上维持的浓度，故D正确； 答案选C。 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是 A. “全氢电池”的总反应为 B. “全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动 C. 阳极区发生的电极反应为 D. 理论上负极消耗，电解池阳极区减少2 mol阳离子(忽略HClO的电离) 【答案】D 【解析】由图知，左图为全氢电池，其中左边吸附层为负极，发生氧化反应：，右边吸附层为正极，发生还原反应：；右图为电解池，Pt(Ⅰ)为阳极，电极反应式，Pt(Ⅱ)为阴极，电极反应式为。 【解析】 A．结合分析可知“全氢电池”的总反应为，A正确； B．原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以“全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动，B正确； C．因为电解氯化钠溶液制备H2和HClO，则阳极反应式，C正确； D．理论上负极消耗1mol，即转移2mol电子，根据和电荷守恒可知，电解池阳极区减少2mol-1mol=1mol阳离子(忽略HClO的电离)，D错误； 故选D。 4.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)如图所示为催化电解较低浓度的、溶液。电解后b电极上产生的与的物质的量之比为1：2.下列说法错误的是 A. 催化电解过程中将电能转化为化学能 B. 通过阴离子交换膜从右室迁移到左室 C. b电极反应为 D. 电解过程中每产生，通过阴离子交换膜的为2 mol 【答案】D 【解析】由图和题目可以知道这是一个电解池，电极a上是水得到电子生成H2和OH-，电极b上是HCHO的碱性溶液失去电子生成H2和HCOO-，根据电解池原理可以判断出电极a是阴极，电极b是阳极。 【解析】 A．该装置是电解池，催化电解过程中将电能转化为化学能，A正确； B．电解池中阴离子向阳极移动，则通过阴离子交换膜从右室迁移到左室，B正确； C．电极b是阳极发生氧化反应，甲醛失去电子生成氢气和甲酸根，并且溶液是碱性的，因此反应电极方程式为：，C正确； D．电解过程中阴阳两极均产生，阴极电极反应：，由C选项阳极的反应可知，每产生，阴阳两极各产生，转移电子数1 mol，通过阴离子交换膜的为1 mol，D错误； 故选D。 考点05 电解原理的应用 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)杂质的存在使粗铜的导电性不够理想，工业上常通过电解法除去粗铜中的杂质。铜的电解精炼原理如图所示。下列说法错误的是 A. N为电源的正极 B. 理论上，反应不能发生 C. 阳极泥中的Ag可用稀硝酸处理后再回收 D. 电解过程中，S元素的质量保持不变 【答案】A 【解析】电解法精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极。 【解析】 A．粗铜为阳极，连接电源正极（M），精铜为阴极，连接电源负极（N），A错误； B．阴极优先发生，理论上，反应不能发生，B正确； C．阳极泥中Ag可溶于稀硝酸（），可回收，C正确； D．电解过程中，S元素存在于中，未参与反应，质量不变，D正确； 故选A。 2.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)通常在铁制品表面镀上铜，以达到保护铁制品的目的，铁钉上镀铜的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电镀液中的H+、OH-不参加电极反应 B. 精铜上的电极反应式为 C. 可用CuCl2溶液代替CuSO4溶液完成电镀 D. 若以铅蓄电池为电源，铁钉应与Pb电极相连 【答案】B 【解析】本题考查电镀原理及电解池基本规律。阳极（精铜）： （氧化反应）；阴极（铁钉）： （还原反应）。 【解析】 A．根据分析，电镀液中H+、OH-未参与电极反应，A正确 B．精铜为阳极，应为Cu - 2e-= Cu2+，B错误 C．CuCl2溶液可提供Cu2+，可作为电镀液，C正确。 D．铁钉为阴极，应接电源负极（Pb电极），D正确； 故选B。 3.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)下列有关电解原理的应用说法错误的是 A. 电解熔融 CaCl2可以得到 Ca B. 氯碱工业中的离子交换膜为阳离子交换膜 C. 在铜的精炼过程中，溶液中Cu2+的浓度保持不变 D. 利用阳极氧化处理铝制品表面，形成致密的氧化膜达到防腐的目的 【答案】C 【解析】A．电解熔融CaCl2时，Ca2+在阴极被还原为Ca，Cl-在阳极被氧化为Cl2，A正确； B．氯碱工业中，阳离子交换膜允许Na+通过，阻止Cl-和OH-混合，确保NaOH纯度，B正确； C．铜精炼时，阳极粗铜中的杂质金属（如Fe、Zn）溶解，但阴极仅析出Cu，导致溶液中Cu2+浓度逐渐降低，C错误； D．阳极氧化使铝表面生成致密Al2O3膜，隔绝腐蚀介质，D正确； 故选C。 4.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)在铁片表面镀镍，下列说法错误的是 A. a 的电势高于 b B. 电镀液可以用硫酸镍溶液 C. 镀镍过程中电能转化为化学能 D. 铁片上发生氧化反应，电极反应为 【答案】D 【解析】在铁片表面镀镍，镀层金属（镍）作阳极，阳极反应为Ni-2e-=Ni2+，铁片电极作阴极，阴极反应为。 【解析】 A．由分析可知，阳极连接电源正极，a为正极，b为负极，电极电势：正极高于负极，故a 的电势高于 b，A正确； B．电镀液需含镀层金属离子（Ni2+），硫酸镍（NiSO4）溶液能提供Ni2+，B正确； C． 电镀属于电解过程，电解是将电能转化为化学能的过程，C正确； D．铁片是阴极，电解池中阴极发生还原反应（得电子），而非氧化反应，D错误； 故选D。 考点06 金属的腐蚀与防护 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)四块相同的铜分别放置在下列四个装置中(烧杯中均盛有0.1mol/LNaCl溶液)，其中，铜腐蚀最快的是 A.  B.  C.  D.  【答案】D 【解析】金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极 > 原电池负极 > 化学腐蚀 > 原电池正极 > 电解池阴极。A为原电池，Cu为正极，被保护，腐蚀慢；B为电解池，Cu为阴极，被保护，腐蚀最慢；C该装置中发生化学腐蚀，腐蚀速率要比电化学腐蚀速率慢；D为电解池，Cu为阳极，发生氧化反应（Cu-2e⁻ =Cu），腐蚀最快；综上，Cu腐蚀最快的是D；故选D。 2.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)下列说法正确的是 A. 锅炉的内壁安装若干铅块对锅炉进行保护 B. 白铁皮是在薄钢板表面镀上一层铜，表面破损时，能减缓铁的腐蚀 C. 海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其保护 D. 马口铁是在薄钢板表面镀上一层铝，表面破损时，会加快铁的腐蚀 【答案】C 【解析】A．牺牲阳极法需用比被保护金属活泼的金属（如锌、镁），铅活动性弱于铁，无法保护铁，A错误； B．白铁皮是镀锌铁皮，会形成Fe-Zn原电池，Zn作负极保护铁，使铁腐蚀减慢，B错误； C．外加电流法适用于大型结构（如钢桩），通过外接电源使金属成为阴极，有效防腐，C正确； D．马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡，锡的活泼性比Fe差，镀锡破损时铁优先腐蚀，腐蚀速率加快，D错误； 故选C。 3.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)下列描述不正确的是 A. 氢燃料电池汽车直接将化学能转化为动能 B. 实施“煤改气”等清洁燃料改造工程，有利于保护环境 C. 将切过咸菜的钢制刀具洗净并擦干可减缓钢铁的电化学锈蚀 D. 电热水器用镁棒防止铁质内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的保护法 【答案】A 【解析】A．氢燃料电池汽车需要先将化学能转化为电能，再由电能转化为动能，不能直接转化为动能，A错误； B．“煤改气”减少煤燃烧产生的污染物，有利于环保，B正确； C．洗净擦干刀具可减少电解质溶液，减缓电化学腐蚀，C正确； D．镁棒作为活泼金属，通过牺牲阳极法保护铁内胆，D正确； 故选A。 4.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法错误的是 A. ③区电子由Fe电极经导线流向Cu电极 B. ①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为 C. ②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为 D. ②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加溶液，均会出现蓝色沉淀 【答案】B 【解析】由图可知，① 区和③ 区为原电池，② 区和④ 区构成电解池，① 区中锌为负极，铁为正极，③ 区中铁为负极，铜为正极，② 区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极，锌为阴极，④ 区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极，铜为阴极。 【解析】 A．由分析可知，③ 区中铁为负极，铜为正极，则③ 区电极电势正极铜高于负极铁，A正确； B．由分析可知，① 区中铁为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，B错误； C．由分析可知，② 区锌电极和④ 区铜电极均为电解池的阴极，电极反应式均为，C正确； D．由分析可知，② 区铁电极和④ 区铁电极均为电解池的阳极，电极反应式均为，放电生成的亚铁离子均能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，D正确； 故答案选B。 5.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)下列说法错误的是 A. 图1：铁制器件表面上镀铜时，铁制器件与电源的负极相连 B. 图2：气体压强传感器显示压强变小，说明铁发生了吸氧腐蚀 C. 图3：钢闸门与电源负极相连，可防止钢闸门被海水腐蚀 D. 图4：某种锂电池在充电时，电极M与直流电源的正极相连 【答案】D 【解析】A．铁制器件与电源的负极相连，得电子，Cu2+还原为Cu，实现铁制器件的镀铜，A正确； B．传感器显示压强变小，即发生吸氧腐蚀，反应方程式2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，B正确； C．钢闸门与电源负极相连，作阴极被保护，抑制了铁的氧化反应，可防止钢闸门被海水腐蚀，C正确； D．放电时，Li+向电极N移动，N作正极，M作负极，故充电时，电极M应与电源负极相连，D错误； 故选D。 6.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)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。下列说法不正确的是     A. 图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B. 图甲中，阳极材料需应定期更换 C. 图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 D. 图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 【答案】C 【解析】图甲为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，它作为原电池的负极，失去电子被氧化，钢闸门作为原电池的正极被保护；图乙为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，钢闸门作为电解池的阴极被保护，据此解题。 【解析】 A．图甲是牺牲阳极的阴极保护法，利用较活泼的金属被腐蚀，保护钢闸门；图乙是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极，被保护效果更稳定、更好，A正确； B．图甲中，阳极材料会不断被腐蚀消耗，因此需定期更换，B正确； C．图乙中，辅助阳极材料若选用铜，铜会在阳极失电子被氧化，无法持续起到辅助阳极的作用，理想的辅助阳极应是惰性材料，如石墨等，只传递电子，自身不被大量消耗，所以辅助阳极材料通常不选用铜，C错误； D．图乙中，钢闸门接电源负极，为阴极，当外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的氧气也会竞争放电，故可发生：，D正确； 故选C。 考点07 化学反应与电能综合题 1.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀 NaOH或 Na2CO3溶液中进行现场保护。 ① 钢铁腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀，正极的电极反应为　　　　　　　　　　　。 ② 文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因是　　　　　　　　　　　。 （2）有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeO(OH)等凝结物。 ①FeO(OH)和 Fe2+转化成Fe3O4， Fe3O4又被氧化成FeO(OH)，如此往复使得文物不断被腐蚀。写出Fe3O4被氧化生成 FeO(OH)的化学方程式：　　　　　　　　　　　。 ②海水中的Cl⁻钻透力强，可以代替文物表面凝结物中的阴离子，吸附在腐蚀产物表面，吸附后的可溶性中间产物水解后生成的　　　　　　　　　　　会加速腐蚀。 ③ 铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入 K3[Fe(CN)6]溶液和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为　　　　　　　　　　　。 （3）碱性环境中，利用电解还原法将铁质文物打捞出水后进行脱氯处理。电解时文物表面的FeO(OH)转化为Fe3O4，文物与电源　　　　　　　　　　　(填“正极”或“负极”)相连，电极反应为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① O2+2H2O+4e-=4OH-    ② 碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应的进行     （2）① 4Fe3O4+O2+6H2O =12FeO(OH)    ② HCl    ③ 生铁片上出现蓝色和红色区域     （3）① 负极    ② 3FeO(OH)+e-=Fe3O4+OH-+H2O      【解析】(1)① 吸氧腐蚀中，正极是O2得电子，在中性或碱性环境下的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-； ② 碱性溶液中，OH-浓度大，会降低O2在溶液中的溶解度，同时减少正极反应的速率，因此能减缓吸氧腐蚀，即碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应的进行，故答案为：碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应的进行； (2)①Fe3O4又被氧化成FeO(OH)的反应中需要O2和H2O参与，化学方程式为：4Fe3O4+O2+6H2O =12FeO(OH)，故答案为：4Fe3O4+O2+6H2O =12FeO(OH)；  ②Cl-吸附后会形成可溶性铁的氯化物(如FeCl2、FeCl3)，这类物质是强酸弱碱盐会发生水解反应生成Fe(OH)2或Fe(OH)3和HCl，其中HCl会加速腐蚀，故答案为：HCl； ③ 生铁发生腐蚀会产生Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀(滕氏蓝)，同时正极上发生电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，使溶液显碱性，遇到酚酞显红色，故答案为：生铁片上出现蓝色和红色区域； (3)电解还原法中，FeO(OH)被还原为Fe3O4，被还原的物质在阴极发生反应，阴极需要与电源的负极相连；电极反应：3FeO(OH)+e-=Fe3O4+OH-+H2O，故答案为：负极；3FeO(OH)+e-=Fe3O4+OH-+H2O。 2.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)“新能源”汽车的核心是新型电池的研究与开发，下面是几种原电池反应，回答下列问题： （1）现有如下双液原电池装置： ①配制稀的硫酸亚铁溶液时需要加入适量的稀硫酸，加入适量稀硫酸的原因是(用必要的文字和离子方程式表示)　　　　　　。 ②石墨a是　　　　　　(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”)，石墨b的电极反应式是　　　　　　。 （2）已知：碱性铁电池的电池反应为：。该电池的负极材料是　　　　　　(填化学式)，正极的电极反应式是　　　　　　。 （3）某新型储能电池原理如图所示。 已知充电时多孔碳电极反应：。 ①写出放电时正极的电极反应式　　　　　　。 ②充电时穿过质子交换膜由　　　　　　(填“左到右”或“右到左”)移动。 （4）某太阳能电池放电时结构如图所示： ①写出正极的电极反应式　　　　　　。 ②放电时发生氧化反应的物质是　　　　　　(填化学式)。 【答案】（1）① 抑制水解，    ② 负极    ③      （2）① Zn    ②      （3）①     ② 左到右     （4）①     ②       【解析】(1)①硫酸亚铁溶液中的亚铁离子会水解，，加入硫酸抑制其水解。 ②在该双液原电池中，溶液中Fe2+会失去电子发生氧化反应，所以FeSO4溶液所在的甲池为负极池，与之相连的石墨a是负极；在乙池中，KMnO4中的Mn元素化合价从+7价降低到+2价，得到电子发生还原反应，石墨b的电极反应式为。 (2)碱性铁电池的电池反应为：，锌失去电子，作负极；得到电子，被还原，电极反应式为FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-。 (3)①充电时多孔碳电极反应：，多孔碳为阴极，则放电时多孔碳为负极，左侧电极为正极，正极的电极反应式为：。 ②充电时阳离子向阴极移动，多孔碳电极为阴极，因此氢离子从阳极区（左侧）穿过质子交换膜移向阴极区（右侧），方向为“左到右”。 (4)①放电时电子从电极M经用电器流向电极N，根据原电池原理，电子流出的电极为负极（电极M），电子流入的电极为正极（电极N）。电极N所在区域为溶液，在正极得电子发生还原反应生成，结合电荷守恒，电极反应式为。 ②氧化反应发生在负极，电极M为负极，所在区域为溶液。在负极失去电子被氧化为，因此发生氧化反应的物质是。 3.(2025-2026高二上·河北保定·期中)氢能是最具应用前景的能源之一，氢气的制备和应用是目前的研究热点。回答下列问题： （1）部分物质的标准燃烧热如表： 名称 化学式 名称 化学式 氢气 乙炔 一氧化碳 乙烷 甲烷 乙醇 请分析氢气是最具应用前景的能源之一的原因：　　　　　　　　　　　。 （2）氨气中氢含量高，可通过氨热分解法制氢气。一定温度下，催化分解为和的过程中，能量变化如图所示。 已知断开(或形成)1 mol 键、1 mol H-H键分别需要吸收(或放出)946 kJ、436 kJ的热量，则断开1 mol N-H键吸收的热量为　　　　　　　　　　　(保留3位有效数字)kJ。 （3）氢氧石棉膜燃料电池的启动时间仅15分钟，并可瞬时停机，其工作原理如图。 ①该装置工作时，移向　　　　　　　　　　　(填“多孔镍电极”或“多孔银电极”，下同)。 ②该装置工作时，电子由　　　　　　　　　　　移向　　　　　　　　　　　。 ③正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　；负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）产物无污染，不排放，且单位质量的燃料燃烧放热多(或其他合理表述)     （2）391     （3）① 多孔银电极    ② 多孔镍电极    ③ 多孔银电极    ④     ⑤ (或)      【解析】(1)由表中数据可知，氢气的 “单位质量放热”远高于甲烷、乙烷等化石燃料，例如1 g  放热 142.9 kJ，而1 g 放热约 55.6 kJ；另外氢气的燃烧产物为水，不会产生、、氮氧化物等污染物，对环境友好；故氢气是最具应用前景的能源之一的原因是：产物无污染，不排放，且单位质量的燃料燃烧放热多(或其他合理表述)。 (2)由图可知，催化分解为和的热化学方程式为：，设断开1 mol N-H键吸收的热量为，则，解得，故答案为：391； (3)①该燃料电池中，在多孔镍电极（负极）发生氧化反应，在多孔银电极（正极）发生还原反应。阳离子向正极移动，因此移向多孔银电极； ②电子由负极（发生氧化反应的电极）经外电路流向正极（发生还原反应的电极），因此电子由多孔镍电极移向多孔银电极。 ③正极（多孔银电极）：得电子，结合生成，反应式为：；负极（多孔镍电极）：失电子，结合生成，反应式为：（或）。 4.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)珊瑚礁是珍贵的海洋资源，其主要成分是。 （1）珊瑚礁的形成。形成珊瑚礁的主要反应为。 已知： ①该反应的　　　　　　　(用a、b、c表示)。 ②结合平衡常数解释该反应进行程度较大的原因：　　　　　　　。 （2）珊瑚礁的保护。综合利用，能减少排放，从而有效保护珊瑚礁。 ①与在(Co的化学性质与Fe相似)的催化作用下反应可得到含少量甲酸的甲醇。其它条件相同，甲醇的产量随催化剂循环使用次数增加而降低的原因是　　　　　　　。 ②多晶铜高效催化电解制备的反应原理如图所示。结合电极反应式说明A室中的物质的量基本保持不变的原因：　　　　　　　。 ③在催化剂的作用下，酸性介质中电解和可生成和，该反应的化学方程式为　　　　　　　。在催化剂表面可能的还原路径如图所示。该反应过程中，电子能自发从端转移到Bi端，则能在的表面还原成CO的原因是　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 该反应的平衡常数为，平衡常数很大，反应正向进行程度较大     （2）① 甲酸能与Co反应，随着循环使用次数的增加，催化剂逐渐失活，甲醇产量降低    ② A中的电极反应式为；留在A室内未参与电极反应；A室内生成的与从A室迁移到B室中的的物质的量相等    ③     ④ 电子能自发从端转移到Bi端，导致Bi端带负电；中O的电负性比C大，C、O间的共用电子对偏向O偏离C，导致C带正电荷；带正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端，按路径II反应      【解析】(1)令反应① ② ③ 由盖斯定律可知，目标反应=③ +② -① ，因此该反应的，故答案为：； ② 目标反应=③ +② -① ，因此，代入数据：，平衡常数越大，反应正向进行的程度越大，因此该反应平衡常数较大，正向进行程度大，故答案为：该反应的平衡常数为，平衡常数很大，反应正向进行程度较大； (2)① 已知Co的化学性质与Fe相似，而甲酸能与活泼金属发生反应。随着循环次数增加，催化剂（）会与甲酸反应，导致催化剂逐渐失活，因此甲醇产率降低，故答案为：甲酸能与Co反应，随着循环使用次数的增加，催化剂逐渐失活，甲醇产量降低； ②A室的电极反应式为：，留在A室内未参与电极反应；同时，会通过“阴离子交换膜”从A室迁移到B室；A室生成的的物质的量与迁移到B室的的物质的量相等，因此A室中的物质的量基本不变，故答案为：A中的电极反应式为；留在A室内未参与电极反应；A室内生成的与从A室迁移到B室中的的物质的量相等； ③ 由题可知，反应物为和，介质为酸性，催化剂为，产物为和。根据氧化还原配平得失电子守恒配平得方程式为： ；电子能自发从端转移到Bi端，使Bi端带负电荷；中O的电负性大于C，C-O键的共用电子对偏向O，导致C带正电荷；带正电的C会吸附在带负电的Bi端，按照“路径Ⅱ”发生反应，最终还原为CO，故答案为：电子能自发从端转移到Bi端，导致Bi端带负电；中O的电负性比C大，C、O间的共用电子对偏向O偏离C，导致C带正电荷；带正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端，按路径II反应。 5.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)天然气成分主要是甲烷(CH4)，甲烷的综合利用是科学家研究的重要课题。 （1）25℃、101kPa时，1g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出55.64kJ的热，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　。 （2）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图-1所示。 ①C极可以选用的材料是　　　　　　　　　　　(填字母)。 A．铁棒             B．银棒             C．石墨棒             D．铜棒 ②闭合开关，极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　；装置乙中发生的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ③装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过电子时，则电极消耗气体的物质的量为　　　　　　　　　　　，D电极产生气体d的质量为　　　　　　　　　　　。 （3）利用甲烷超干重整可得到，该技术中反应的化学方程式为 。和的物质的量随时间变化的关系如图-2所示。 ①图中表示甲烷的曲线是　　　　　　　　　　　(填“A”或“B”)。 ②达到平衡时，甲烷的转化率为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）        （2）① C    ②     ③     ④ 0.1mol    ⑤ 0.4g     （3）① B    ② 50%      【解析】图-1中甲为燃料电池，A为电子流出极，故A极为负极，通入甲烷，a为甲烷；B为正极，b为氧气；乙为电解池，D为阴极，C为阳极，结合电解饱和食盐水的原理可知，c为氯气，d为氢气； (1)25℃、101kPa时，1g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出55.64kJ的热量，则1 mol即16 g甲烷燃烧放热890.24 kJ，热化学方程式为：   ； (2)① 乙为电解池，模拟氯碱工业生产原理，C极为阳极，氯离子放电，故C极为惰性电极，石墨为惰性电极，铁、银、铜为活性电极，故选C； ②A极为负极，气体a为甲烷，电极反应式为；装置乙中是电解饱和氯化钠溶液，发生的离子方程式为 ； ③ 电极上得失电子数守恒，存在关系式CH4～2O2～8e-～4H2～4Cl2，当电路中通过0.4mol电子时，消耗O2 0.1 mol，得到的H2的物质的量为0.2 mol，其质量为0.2 mol×2 g/mol=0.4g； (3)根据方程式可知，CH4和CO的物质的量变化比等于1:4，图中表示甲烷的曲线是B；甲烷的初始物质的量为2mol，反应达到平衡，消耗1mol甲烷，甲烷的转化率为=50%。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题10化学反应与电能 7大高频考点 考点01原电池原理及其应用 考点02新型电池 考点03燃料电池 考点04电解原理 考点05电解原理的应用 考点06金属的腐蚀与防护 考点07化学反应与电能综合题 》 考点01原电池原理及其应用 1.【答案】C 2.【答案】D 3.【答案】C 4【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】B 8.【答案】C 9.【答案】B D考点02新型电池 1.【答案】A 2.【答案】A 3.【答案】D 4【答案】C 列 考点03燃料电池 1.【答案】A 》 考点04电解原理 1.【答案】D 2.【答案】c 3.【答案】D 4【答案】D 1/3 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 考点05电解原理的应用 1.【答案】A 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】D 》 考点06金属的腐蚀与防护 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】A 4.【答案】B 5.【答案】D 6.【答案】C 考点07化学反应与电能综合题 1.【答案】(1)①02+2H0+4e=40H ②碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应的进 行 (2)①4Fe04+02+6H0.=12Fe0(OH ②HCI ③生铁片上出现蓝色和红 色区域 (3)①负极 23FeO(OH)+e=FegO+OH+H2O 2【答案】(1)①抑制Fe2水解，Fe2+2H,0=Fe(0H2+2H ②负极 ③ MnO.+8H+5e=Mn2+4H,O ( ) ① Zn ② FeO+4H,0+3e=Fe(OH4+50H ① PbO,+4H+SO+2e=PbSO,+2H,O ②左到右 (4)①I+2e=3I ②Na2S 3.【答案】(1)产物无污染，不排放CO2,且单位质量的燃料燃烧放热多（或其他合理表 述) (2)391 (3)①多孔银电极 ②多孔镍电极 ③多孔银电 极 ④ O2+2H,O+4e=40H ⑤ H2-2e+20H=2H,0(或 2H2-4e+40H=4H,0 213 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 4.【答案】(1)①b+c-a ②该反应的平衡常数为2.5×104，平衡常数很大，反应正向进行程 度较大 (2)①甲酸能与C0反应，随着循环使用次数的增加，催化剂逐渐失活，甲醇产量降 低 ②A中的电极反应式为14C0,+12e+8H,0=C,H4+12HC0,:K留在A室内未参与 电极反应：A室内生成的HCO,与从A室迁移到B室中的HCO,的物质的量相等 ③ 2C0+2N2+4H,0 电解 2C0(NH22+302 ④电子能自发从BiVO,端转移到Bi端， Bi-BiVO 导致Bi端带负电；CO2中O的电负性比C大，C、O间的共用电子对偏向O偏离C,导致C带正电荷：带 正电荷的C能吸附在带负电荷的Bi端，按路径Ⅱ反应 5【答案】(1)CH,g+20,g=C02g+2H20l)AH=-890.24kJmo1 (2)① C CH+100H-8e=CO+7H,O ®2C1+2H,0通电 ④0.1mol⑤ 乙 0.4g(3)①B②50% 3/3 专题10 化学反应与电能 7大高频考点 考点01 原电池原理及其应用 考点02 新型电池 考点03 燃料电池 考点04 电解原理 考点05 电解原理的应用 考点06 金属的腐蚀与防护 考点07 化学反应与电能综合题 考点01 原电池原理及其应用 1.(2025-2026高二上·天津河西·期中)下列过程或装置能实现化学能转化为电能的是 A. 太阳能电池 B. 乙醇燃烧 C. 氢氧燃料电池 D. 电动汽车充电 2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)人类的生产、生活离不开能量。下列过程有化学能转化成电能的是 A. 电解饱和食盐水制氯气 B. 太阳能电池在阳光下工作 C. 煅烧石灰石制生石灰 D. 锂电池动力驱动汽车 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)下列有关铅蓄电池的说法中，错误的是 A. 铅蓄电池属于二次电池 B. 充电时，往阳极迁移 C. 放电时，铅蓄电池的正、负极质量均减轻 D. 充电时，电解质溶液的pH变小 4.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A. 用装置甲设计铜锌原电池 B. 图乙中负极的电极反应式为： C. 图丙中电池放电时，当外电路上有通过时，负极质量增加96 g D. 图丁氢氧燃料电池中，可以在固体介质NASICON中自由移动，氢气端的电极反应式为： 5.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A. 电解质溶液Y是溶液 B. X电极发生的电极反应为 C. 盐桥中的移向溶液 D. 若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 6.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图I 碱性锌锰电池 图II 铅蓄电池 图III 电解精炼铜 图IV 银锌纽扣电池 A. 图I所示电池中，的作用是作催化剂 B. 图II所示电池充电过程中，移向阴极 C. 图III所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变 D. 图IV所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag 7.(2025-2026高二上·河南焦作·期中)下列叙述错误的是 A. NaOH固体溶于水，温度升高，它是放热过程 B. 1 mol (g)与0.5 mol (g)反应生成1 mol (g)放出的热量等于(g)的燃烧热 C. 的平衡常数表达式 D. 碱性氢氧燃料电池正极的电极反应式： 8.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A. 铅酸蓄电池正在放电 B. 极反应式为 C. 该状态下由极向极移动 D. 一段时间后，溶液的增大 9.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)通过原电池实验比较的氧化性，装置如图。下列说法错误的是 A. 图中盐桥中的电解质可用 B. 闭合K，电流计指针偏转，“石墨2”作负极 C. 指针归零后，向右侧烧杯中滴加溶液或向左侧烧杯中滴加溶液，指针均有偏转，说明(或)浓度越大，溶液的氧化性(或还原性)越强 D. 已知AgI的，当等体积等浓度的和KI溶液混合后，溶液中和很小，氧化性和的还原性很弱，二者直接接触，不发生氧化还原反应 考点02 新型电池 1.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)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. 充电时电解质溶液酸性增强 B. 充电时电池总反应：H2+2Li=2LiH C. 放电时电解质溶液质量减小 D. 放电时惰性电极反应：Li++e-=Li 2.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是 A. 正极反应式为Ag++e-= Ag B. 负极反应式为Mg-2e-= Mg2+ C. 电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D. 负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水(主要成分为NaCl，还含有Na2SO4等杂质)。下列说法错误的是 A. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH增大 B. 若将含有的废水处理，可除去NaCl的质量小于292.5 g C. a极电极反应式： D. 交换膜I为阳离子交换膜 4.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)一种新型短路膜电池分离装置如图所示。下列说法中正确的是 A. 负极反应为： B. 空气的流速越快，的去除率越高 C. 正极区呈碱性 D. 短路膜和常见的阴离子交换膜相同，只能传递阴离子 考点03 燃料电池 1.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A. Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B. Pt(a)电极反应式为： C. 工作时，电池正极区溶液的pH增大 D. 该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 考点04 电解原理 1.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B. 在外电路中，电子从电极1流向电极4 C. 电极3的反应为： D. 理论上，每通过2mol电子，可产生 2.(2025-2026高二上·河北保定·期中)5N(表示纯度)高纯铜作为现代尖端领域的基础材料，与常规的4N铜相比，拥有更低的电阻率、更高的导热性能等。以4N铜为原料，硝酸体系为电解质，电解液，制备5N高纯铜的原理如图。下列说法错误的是 A. 4N铜应连接电源的正极 B. 阴极的副反应为 C. 每生成64 g铜，电路中转移的电子数为 D. 的加入可在一定程度上维持的浓度 3.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备和HClO的装置如图所示(工作时，在双极膜界面处被催化解离成和)。下列说法错误的是 A. “全氢电池”的总反应为 B. “全氢电池”的双极膜中产生的向右移动，向左移动 C. 阳极区发生的电极反应为 D. 理论上负极消耗，电解池阳极区减少2 mol阳离子(忽略HClO的电离) 4.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)如图所示为催化电解较低浓度的、溶液。电解后b电极上产生的与的物质的量之比为1：2.下列说法错误的是 A. 催化电解过程中将电能转化为化学能 B. 通过阴离子交换膜从右室迁移到左室 C. b电极反应为 D. 电解过程中每产生，通过阴离子交换膜的为2 mol 考点05 电解原理的应用 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)杂质的存在使粗铜的导电性不够理想，工业上常通过电解法除去粗铜中的杂质。铜的电解精炼原理如图所示。下列说法错误的是 A. N为电源的正极 B. 理论上，反应不能发生 C. 阳极泥中的Ag可用稀硝酸处理后再回收 D. 电解过程中，S元素的质量保持不变 2.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)通常在铁制品表面镀上铜，以达到保护铁制品的目的，铁钉上镀铜的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电镀液中的H+、OH-不参加电极反应 B. 精铜上的电极反应式为 C. 可用CuCl2溶液代替CuSO4溶液完成电镀 D. 若以铅蓄电池为电源，铁钉应与Pb电极相连 3.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)下列有关电解原理的应用说法错误的是 A. 电解熔融 CaCl2可以得到 Ca B. 氯碱工业中的离子交换膜为阳离子交换膜 C. 在铜的精炼过程中，溶液中Cu2+的浓度保持不变 D. 利用阳极氧化处理铝制品表面，形成致密的氧化膜达到防腐的目的 4.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)在铁片表面镀镍，下列说法错误的是 A. a 的电势高于 b B. 电镀液可以用硫酸镍溶液 C. 镀镍过程中电能转化为化学能 D. 铁片上发生氧化反应，电极反应为 考点06 金属的腐蚀与防护 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)四块相同的铜分别放置在下列四个装置中(烧杯中均盛有0.1mol/LNaCl溶液)，其中，铜腐蚀最快的是 A.  B.  C.  D.  2.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)下列说法正确的是 A. 锅炉的内壁安装若干铅块对锅炉进行保护 B. 白铁皮是在薄钢板表面镀上一层铜，表面破损时，能减缓铁的腐蚀 C. 海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其保护 D. 马口铁是在薄钢板表面镀上一层铝，表面破损时，会加快铁的腐蚀 3.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)下列描述不正确的是 A. 氢燃料电池汽车直接将化学能转化为动能 B. 实施“煤改气”等清洁燃料改造工程，有利于保护环境 C. 将切过咸菜的钢制刀具洗净并擦干可减缓钢铁的电化学锈蚀 D. 电热水器用镁棒防止铁质内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的保护法 4.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法错误的是 A. ③区电子由Fe电极经导线流向Cu电极 B. ①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为 C. ②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为 D. ②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加溶液，均会出现蓝色沉淀 5.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)下列说法错误的是 A. 图1：铁制器件表面上镀铜时，铁制器件与电源的负极相连 B. 图2：气体压强传感器显示压强变小，说明铁发生了吸氧腐蚀 C. 图3：钢闸门与电源负极相连，可防止钢闸门被海水腐蚀 D. 图4：某种锂电池在充电时，电极M与直流电源的正极相连 6.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)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。下列说法不正确的是     A. 图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B. 图甲中，阳极材料需应定期更换 C. 图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 D. 图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 考点07 化学反应与电能综合题 1.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。 （1）文物出水清淤后，须尽快浸泡在稀 NaOH或 Na2CO3溶液中进行现场保护。 ① 钢铁腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀，正极的电极反应为　　　　　　　　　　　。 ② 文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因是　　　　　　　　　　　。 （2）有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeO(OH)等凝结物。 ①FeO(OH)和 Fe2+转化成Fe3O4， Fe3O4又被氧化成FeO(OH)，如此往复使得文物不断被腐蚀。写出Fe3O4被氧化生成 FeO(OH)的化学方程式：　　　　　　　　　　　。 ②海水中的Cl⁻钻透力强，可以代替文物表面凝结物中的阴离子，吸附在腐蚀产物表面，吸附后的可溶性中间产物水解后生成的　　　　　　　　　　　会加速腐蚀。 ③ 铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入 K3[Fe(CN)6]溶液和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为　　　　　　　　　　　。 （3）碱性环境中，利用电解还原法将铁质文物打捞出水后进行脱氯处理。电解时文物表面的FeO(OH)转化为Fe3O4，文物与电源　　　　　　　　　　　(填“正极”或“负极”)相连，电极反应为　　　　　　　　　　　。 2.(2025-2026高二上·河北衡水·期中)“新能源”汽车的核心是新型电池的研究与开发，下面是几种原电池反应，回答下列问题： （1）现有如下双液原电池装置： ①配制稀的硫酸亚铁溶液时需要加入适量的稀硫酸，加入适量稀硫酸的原因是(用必要的文字和离子方程式表示)　　　　　　。 ②石墨a是　　　　　　(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”)，石墨b的电极反应式是　　　　　　。 （2）已知：碱性铁电池的电池反应为：。该电池的负极材料是　　　　　　(填化学式)，正极的电极反应式是　　　　　　。 （3）某新型储能电池原理如图所示。 已知充电时多孔碳电极反应：。 ①写出放电时正极的电极反应式　　　　　　。 ②充电时穿过质子交换膜由　　　　　　(填“左到右”或“右到左”)移动。 （4）某太阳能电池放电时结构如图所示： ①写出正极的电极反应式　　　　　　。 ②放电时发生氧化反应的物质是　　　　　　(填化学式)。 3.(2025-2026高二上·河北保定·期中)氢能是最具应用前景的能源之一，氢气的制备和应用是目前的研究热点。回答下列问题： （1）部分物质的标准燃烧热如表： 名称 化学式 名称 化学式 氢气 乙炔 一氧化碳 乙烷 甲烷 乙醇 请分析氢气是最具应用前景的能源之一的原因：　　　　　　　　　　　。 （2）氨气中氢含量高，可通过氨热分解法制氢气。一定温度下，催化分解为和的过程中，能量变化如图所示。 已知断开(或形成)1 mol 键、1 mol H-H键分别需要吸收(或放出)946 kJ、436 kJ的热量，则断开1 mol N-H键吸收的热量为　　　　　　　　　　　(保留3位有效数字)kJ。 （3）氢氧石棉膜燃料电池的启动时间仅15分钟，并可瞬时停机，其工作原理如图。 ①该装置工作时，移向　　　　　　　　　　　(填“多孔镍电极”或“多孔银电极”，下同)。 ②该装置工作时，电子由　　　　　　　　　　　移向　　　　　　　　　　　。 ③正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　；负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)珊瑚礁是珍贵的海洋资源，其主要成分是。 （1）珊瑚礁的形成。形成珊瑚礁的主要反应为。 已知： ①该反应的　　　　　　　(用a、b、c表示)。 ②结合平衡常数解释该反应进行程度较大的原因：　　　　　　　。 （2）珊瑚礁的保护。综合利用，能减少排放，从而有效保护珊瑚礁。 ①与在(Co的化学性质与Fe相似)的催化作用下反应可得到含少量甲酸的甲醇。其它条件相同，甲醇的产量随催化剂循环使用次数增加而降低的原因是　　　　　　　。 ②多晶铜高效催化电解制备的反应原理如图所示。结合电极反应式说明A室中的物质的量基本保持不变的原因：　　　　　　　。 ③在催化剂的作用下，酸性介质中电解和可生成和，该反应的化学方程式为　　　　　　　。在催化剂表面可能的还原路径如图所示。该反应过程中，电子能自发从端转移到Bi端，则能在的表面还原成CO的原因是　　　　　　　。 5.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)天然气成分主要是甲烷(CH4)，甲烷的综合利用是科学家研究的重要课题。 （1）25℃、101kPa时，1g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出55.64kJ的热，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　。 （2）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图-1所示。 ①C极可以选用的材料是　　　　　　　　　　　(填字母)。 A．铁棒             B．银棒             C．石墨棒             D．铜棒 ②闭合开关，极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　；装置乙中发生的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ③装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过电子时，则电极消耗气体的物质的量为　　　　　　　　　　　，D电极产生气体d的质量为　　　　　　　　　　　。 （3）利用甲烷超干重整可得到，该技术中反应的化学方程式为 。和的物质的量随时间变化的关系如图-2所示。 ①图中表示甲烷的曲线是　　　　　　　　　　　(填“A”或“B”)。 ②达到平衡时，甲烷的转化率为　　　　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 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