单元过关(九) 电化学基础-【衡水真题密卷】2027年高考化学单元过关检测(辽吉黑鄂蒙川专版)

2026一2027学年度单元过关（九） 化学·电化学基础 本试卷总分100分，考试时间75分钟。 可能用到的相对原子质量：H一1Li一7N一140一16C1一35.5Fe一56 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的。 题号 1 2 34 56 78 9 10 11 12 13 14 15 答案 1.氢能是一种理想的绿色能源。下列说法正确的是 A.地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 B.氢氧燃料电池应用前景广泛，该电池工作时，负极上的H2发生还原反应 C.氯碱工业可产生用于金属冶炼、合成甲醇等的H2,该气体在电解池的阴极产生 D.工业合成氨中，可适当增加H2的浓度来提高原料的转化率，从而降低成本 2.二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其装置 示意图如图所示。下列说法错误的是 () A S02→ 膜 ←02H2O) A.电池工作时，质子由a极移向b极 B.b为电池正极 C.a极反应式为SO2-2e-+H2O—SO+2H+ D.理论上每吸收1 mol SO2,b电极消耗的O2的体积为11.2L(标准状况) 3.采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置如图所示。下列说法 正确的是 () 空气 NR+CO 左储液罐 右储液罐 NRH, NR HCO 离子交换膜 NH. 已知：中性红NR: ,NRH2: A.若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的Zn板 B.电解时，b极的电极反应式为R一3e→RH C.装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D.左储液罐发生反应的离子方程式为CO2十OH-一HCO3 单元过关（九）化学第1页（共8页） 苦海有涯，而学无涯，志者战高考，惰者畏高考 4.稀土元素铕(Eu)掺杂的锂钛氧化物基材料(Li1-EuTiO4)通常 G 班级 以改善材料的L计扩散性为目的，铕并不参与电子的转移，该材 Li_EuTiO Li.C 料与嵌锂石墨(LiC,)组成的电池原理如图所示。下列说法错误 的是 A.放电时，正极反应为Li-EuTiO4十xe十xLi计一LiEuTiO.4 姓名 B.放电时，溶液中L的浓度减小 LPF的碳酸酯溶液 C.充电时，a极材料中Ti元素的化合价升高 ------------- D.充电时，若转移1mol电子，嵌锂石墨将增重7g 得分 5.金属的腐蚀与防护和生活密切相关。下列说法正确的是 压强传感器 氧气传感器 () A.铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 B.如图装置，一段时间后向三颈烧瓶中加入KSCN溶 液，溶液未变红，说明铁被保护 破损的 NHCI 镀锌铁 数据 C.如图装置，开始一段时间内压强传感器测得压强几稀溶液 皮与碳 采集器 乎未发生变化，说明镀锌铁皮未发生腐蚀 粉的混吕吕 D.采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外 合物 加电流法 6.利用图示装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 阴极表面有无色气体，一段时 ① 0.1mol·L-1CuS04+ 间后阴极表面有红色固体，气 少量H2S04 体减少。经检验，电解质溶液 中有Fe2+ Cu 阴极表面未观察到气体，一段 电解质溶液 ② 0.1mol·L-1CuS04+ 时间后阴极表面有致密红色 过量氨水 固体。经检验，电解质溶液中 无铁元素 下列说法正确的是 A.①中气体减少仅是由于溶液中c(H+)减小 B.向阴极附近溶液滴加K4[Fe(CN)6]溶液来检验①中的Fe2+ C.②中随阴极析出Cu,推测溶液c(Cu2+)减小，Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]+平衡 逆向移动 D.对比①②可知，适当降低c(Cu+),电镀效果更好 7.氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种通过光 Ni:TO2催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图所示，在光照作用下光催化剂被激 发产生电子(e)和空穴(h+)。下列说法错误的是 () NH:N2,H H2O H,O. 0 Ni2/Ni TiO2 A TiO2+hw→e+h 进口I X Y 进口Ⅱ H,0 熔融NaOH-KOH 出口1 用电器 出口Ⅱ A.X极电势低于Y极电势 B.光催化剂表面发生反应：2H2O+4h+—4H+十O2 C.X极的电极反应式是2NH3+6OH--6e-N2+6H2O D.每产生5.6L(标准状况)NH3,光催化装置生成1.5molh+ 单元过关（九）化学第2页（共8页） 2 8.一种Z-NO:电池装置及在不同电压下NH3的单位产量如图所示。已知：法拉第效率 7(B)-n(生成B所需电子)、 100%。下列说法错误的是 () n(通过电路的电子) ⑧ M N 60 HO 100 93.5 Zn NH 0二x)血 50 16.2 26.4 38.8 Zn(OH)OH NO 0 双极膜 1.1 0.90.7 0.5电压/V A.N极为正极 B.电池工作一段时间，M电极区pH变小 C.x=3时，N极电极反应式为NO3+8e十9H+—NH3个+3H2O D.x=2时，0.5V电压放电10小时，外电路中通过5.5×10-4mole,法拉第效率 为60% 9.纳米级Cu2O在涂料、有色玻璃、催化剂等领域有着广泛的应用。现采用SO2燃料电池 为电源，用离子交换膜控制电解液中的离子来制备纳米Cu2O,其装置如图所示。 S0, 02 NaOH溶液NaCl溶液 稀硫酸 稀硫酸 离子交换膜 质子交换膜 下列说法错误的是 ( A.质子交换膜右侧的溶液在反应后pH不变 B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.该燃料电池在获得电能的同时可用于制备硫酸 D.D电极为阳极，电极反应式为2Cu一2e+2OH-—Cu2O十H2O 10.我国科学家发现，利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类 物质，已知双极膜（膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH。下列说法正 确的是 () 电流计 膜a 膜b BH6 BO, HO OH OH N 稀NaOH H2O 稀硫酸 2 单元过关（九）化学第3页（共8页） A.电池工作时，电流方向为电极M→电流计→电极N→膜b→膜a→电极M OH HO B.N极电极反应式为0+4H++4e一州 OH C.若消耗0.1molB2H6,理论上有0.6molH+透过膜b D.工作一段时间后，装置中需要补充H2SO4和NaOH 11.一种适应可再生能源波动性的电化学装置原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2 时，装置处于充电状态；当打开K1和K?、闭合K2时，装置处于放电状态。放电状态 时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH一并分别向两侧迁移。下列说法错误 的是 () 风力电源K K K A 光伏电源 H MnO, H,O @Zn 0, H Mn2 + Zno OH H,SO,溶液 KOH溶液 碳锰电极 锌电极 双极膜 A.充电时碳锰电极b为阳极 B.充电时d电极发生的反应为4OH-4e—2H2O+O2个 C.放电时每消耗1 mol MnO2,理论上有2 mol OH-由双极膜向c电极迁移 D.该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH溶液 12.锂离子电池具有容量高、比能量高、寿命较长等优点，被广 泛应用。某种锂离子电池放电时的工作原理如图所示。 已知两电极反应式如表中所示。 离 0 a电极反应式 LizC6-xe-6C+xLi计 o8288 LiCoO b电极反应式 Li-2CoO2+xLit+xe=LiCoO2 D 68288 下列说法错误的是 00 Li A.a电极为电池负极 883 锂盐（溶解在 B.外电路中的箭头表示电子的流向 a电极 有机溶剂中)b电极 C.离子交换膜为阴离子交换膜 D.电池总反应：Li1-.CoO2+LizC6一LiCoO2+6C 13.以0.1mol·L1CuSO4溶液和过量氨水为电解液，进行铁 上电镀铜的实验探究装置如图所示，电解过程中Fe表面未 电源 观察到气体，一段时间后Fe表面有致密红色固体，经检验电 Cu 解液中无Fe元素[已知：溶液中c(Cu+)相对较小时，Cu析 出缓慢，可析出致密层]。下列叙述错误的是 () A.Cu电极与电源的正极相连 0.1mol·L1CuS0溶液+过量氨水 B.阴极反应式为Cu2++2eCu C.该条件下，[Cu(NH3)4]2+比Cu+难还原 D.实验前可用盐酸除掉铁制镀件上的油污 单元过关（九）化学第4页（共8页） 14.科研团队研发出一种可快充、成本低、更安 全的动力电池（如图所示），这种电池正极是 硫属元素，比如硫碳复合物，负极是铝，电解 用电器 质由NaC-KCl-A1Cl3组成，该熔融盐电解 Q88200288 质中含有链状[A1nCl3m+1]-,如[A1Cl4]、铝 ● [Al2C1,]-等。下列说法正确的是() 2888p A.电解质中加入NaCl和KCI主要作用是提 Q● 碳 68粉 高熔融态A1CL3中A13+和CI-的导电能力 [AICLT B.[Al.Cl3m+1]-中同时连接2个Al原子的 物 QQ200008Q200 Cl原子有n个 C.放电时，负极发生的反应可能为A1一3e +5[A1C14]-—2[A13C11o] [ALCIT D.充电时，A1电极接外电源负极，发生氧化反应 15.金属B对全钒液流电池负极有催化作用，放电时负极反应分两步进行，其中一步为 xV2++xH++Bi—BiH+xV3+,电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 V2*/V3 VO/VO HSO(aq) HSO(aq) ⊙心1④分 质子交换膜 A.放电时另一步负极电极反应式：BiHz一xe一xH+十Bi B.充电时a极的电极电势大于b极 C.放电过程中转移1mole,正极区H+减少2mol D.充电时，b极区H2O的物质的量增大 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16.(13分)一种光电催化系统脱硫（主要为SO2)电池的工作原理如图所示。工作时，光催 化Fe2O3电极产生电子，双极膜中H2O解离的H+和OH,在电场作用下分别向两 极迁移。 滋 出口t 含S0, 极 0 GDE 废气 Fe,03 电极 电极 ,S03 02 H,SO NaOH 溶液 S02 4H202 Na,SO 混合液 回答下列问题： (1)双极膜中H2O解离的OH移向 (填“Fe2O3”或“GDE”)电极。 (2)Fe2O3电极上SO发生反应的电极反应式为 (3)下列说法错误的是 （填标号)。 A.电池工作一段时间后，左室溶液pH逐渐增大 B.理论上每生成1molH2O2,双极膜中有1molH2O解离 C.理论上每脱1 mol SO2,需消耗1molO2 D.Fe2O3电极产生的电子经导线流入GDE电极，透过双极膜又回到Fe2O3电极 单元过关（九）化学第5页（共8页） (4)用上述脱硫电池电解丙烯腈(CH2=CH一CN)可合成己二腈[NC(CH2)4CN],反 应的化学方程式为4CH,-CH一CN+2H,O通电2NC(CH2),CN+O,个，装置如 图所示。 ⊕ 惰性电极， 惰性电极 稀硫酸 质子交换膜 ①NC(CH2)4CN在 (填“阴”或“阳”)极生成，该反应的电极反应式为 ②一段时间后，阳极室中稀硫酸的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③脱硫电池中每有11.2L(标准状况)SO2转化为SO?,理论上最多能生成己二腈 的物质的量为mol。 17.(12分)电解原理在工业生产中应用广泛，利用 电源 电解池可以生产化工品和处理环境污染物等。 惰性电极及催化剂 (1)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电 HCOO- 解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的 KOH溶液 KOH溶液 问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制 HCHO H2的方法，装置如图所示。 6 阴离子交换膜 +OH 部分反应机理为 -OH HH HO O- HO 十2 H2。 HH H ①阳极的电极反应式为 0 ②相同电量下，理论上H2的产量是传统电解水的倍。 (2)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化 合成甘氨酸，原理如图所示，双极膜中H2O解离的H+和OH在电场作用下向两 极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O,存在平衡：HOCH2O-十 OH=[OCH2O]2-+H2O;Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e -HCOO+H·。 0 电源 HO PbCu Cu HO HCOO- HO -HCHO HO OH H2SO,-K2SO4 KOH 溶液 溶液 HO人NH, 双极膜 ①PbCu电极与电源的 （填“正极”或“负极”)相连。 ②理论上生成1molH3N+CH2COOH时，双极膜中解离水的质量为 g。 单元过关（九）化学第6页（共8页） 2 (3)研究CO2的综合利用、实现CO2资源化是能源领域的 微电压 重要发展方向。生物电催化技术运用微生物电解池实 有机物 CO. CH CO 现了CO2甲烷化，其工作原理如图所示。 ①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极的电极反 应式为 ②如果处理有机物(CH2O)m产生标准状况下112m3 的CH4,则理论上导线中通过电子的物质的量为 质子交换膜 0— 电活性微生物 18.(16分)I.某化学兴趣小组的同学学习了金属的电化学腐蚀后，对教材叙述[钢铁在酸 性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，但溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢 铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀]产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性 环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a (填仪器名称)的活塞，加 入1L溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。同学甲得出结论：酸性条件下，铁 粉发生析氢腐蚀。 91.5 pH=2 91.0 pH=2 H2SO 。接数据处理中心 90.5 压强传感器 90.0 0 100200,300400500 之铁、碳粉混合物1g 压强随时间变化曲线 图1 图2 (2)同学乙认为同学甲的结论不科学，烧瓶内压强变大还可能是 ,提出改进措施： 。改进后，再次实验，证明 甲、乙的猜想均正确，在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为同学甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进 后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸进行实验，测定压强随时间变化情况，结 果如图3。同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压 强传感器换成氧气传感器，得出不同pH时装置中O2浓度随时间的变化曲线如 图4。 0.30c 氧气浓度(g·上) 91.5 0.28 0.26 pH=2 0.24 _pH=4 0.22 pH=6 90.5 .pH=4 0.20 pH=6 0.18 90.01 0.16 0100200300400500 0 100200300400500 压强随时间变化曲线 氧气浓度随时间变化曲线 图3 图4 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 单元过关（九）化学第7页（共8页） Ⅱ.拓展研究： (5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥梁腐蚀，他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区 (海洋环境分区如图5)，解释其原因： 海洋大气层 浪花飞溅区 平均高潮线 SRB细胞膜 Fe(OH) FeS 海水潮差区 平均低潮线 S02 H 海水全浸区 OH- Fe2+ HO Fe2 海底 海泥区 Fe合金 图5 图6 (6)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB)对海 洋钢制部件的腐蚀，其原理如图6，已知溶液中的S2-完全转化为FS,写出该铁合 金腐蚀总反应的离子方程式： (7)列举出生产生活中金属制品的防腐措施： (任写一点)。 19.(14分)为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装 置进行实验。 X(C) Y(Fe) M(Cu) N(Cu) ZnSO 溶液子 溶液 隔膜 NaOH溶液 (只允许SO通过) 滤纸（滴加有 (6 mol-L-) 1molL-NaOH溶液) 甲 乙 回答下列问题： I.图甲： (1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是 (填标号)。 A.石墨 B.镁 C.银 D.铂 (2)实验过程中，SO (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到 的现象是 Ⅱ.用图乙所示装置制备高铁酸钠时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成 紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根 (FeO?)在溶液中呈紫红色，具有极强的氧化性。 (3)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 (4)根据实验现象及所查信息，电解过程中，Y极发生的电极反应分别为 和 (5)电解进行一段时间后，若在X极收集到448mL气体，Y电极（铁电极）质量减小 0.28g,则在Y极收集到的气体为mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 单元过关（九）化学第8页（共8页）2027 单元过关 (5)简易量热计如果不盖杯盖，会有热量散失到 0.5mol·L1盐酸与50mL0.55mol·L1NaOH 周围环境中，故测得的反应放出的热量Q偏小， 溶液改为80mL0.50mol·L-1盐酸和80mL 而中和热△H=一Q,Q偏小，所以△H偏大；根 0.55mol·L1NaOH溶液，由于生成的水的物 据放出热量的计算公式：Q=cm△t,可知生成水 质的量增大，故会放出的热量增多，所以二者所 的物质的量越多，放出的热量越多，此题从50L 放出的热量不相等。 2026一2027学年度单元过关（九) 化学·电化学基础 一、选择题 —NRH2十2OH,B错误；若使用阴离子交换 1.C【解析】煤、石油、天然气是三大传统能源，天 膜，电解过程中b极区的OH会进入a极区与生 然气是不可再生能源，不属于新能源，A错误；氢 成的CO2重新反应生成HCO?,无法释放被捕获 氧燃料电池工作时，负极上H2失去电子，氢元素 的CO2,且由b电极的电极反应式可知，溶液中氢 化合价升高，发生氧化反应，B错误；氯碱工业的原 氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，需要将a 理是2NaC+2H,0电解2NaOH+H。++C,+, 电极产生的阳离子转移到b极区，则装置中离子 交换膜为阳离子交换膜，C错误；由a电极的电极 阴极上发生还原反应，水得电子生成氢气，C正 反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要 确；空气中含有大量氨气，氮气比氢气便宜易得， 产生碳酸氢根供给a电极反应，则左储液罐发生 增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化 反应的离子方程式为CO2+OH一HCO?,D 率，而本身转化率降低，所以合成氨工业中应适当 正确。 增加N2的浓度，从而提高氢气的转化率，降低成 4.B【解析】该电池通过L+在两个电极上的嵌入 本，D错误。 与脱嵌实现充放电，放电时L+嵌入正极，正极反 2.C【解析】由图可知，电极a为燃料电池的负极， 应式为Li-EuTiO4+xe+xLi计 水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化 LiEuTiO4,A正确；放电时，Li计从负极脱嵌，负极 反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为 反应式为Li,C,一xe一xLi计十Cy,结合正极反 S02-2e+2H20—S0+4H+,电极b为正 应式可知放电过程中从负极脱嵌的L与嵌入正 极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反 极的L+的物质的量相等，且放电过程中电解质溶 应生成水。由分析可知，电极a为燃料电池的负 液体积不变，则放电过程中溶液中L的浓度不 极，电极b为正极，则电池工作时，质子由a极移 变，B错误；根据放电时的正极反应可得充电时的 向b极，A正确；由分析可知，电极b为正极，B正 阳极反应：LiEuTiO4-xe一Li1-:EuTiO4十 确；由分析可知，电极a的电极反应式为 xLi+,因为铕不参与电子的转移，且Li与O元素 SO2-2e+2H2O=SO+4H+,C错误；由 的化合价也不变，则充电时化合价升高的元素是 得失电子数目守恒可知，理论上每吸收1mol二 Ti,C正确：根据放电时的负极反应可得充电时的 氧化硫，标准状况下b电极消耗氧气的体积为 阴极反应：Cy十xe十xLi计一LiCy,每转移 1mol义2×22.4L·mol1=11.2L,D正确。 1mol电子，有1 mol Li+嵌入阴极，使阴极的质量 增加7g,D正确。 3.D【解析】由图可知，装置中a极NRH2与 5.D【解析】铜的还原性非常弱，不能与酸反应产 HCO?转化为NR和CO2,N元素化合价升高，发 生H2,铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的 生氧化反应NRH2-2e+HCO3—NR+CO2个 是吸氧腐蚀，A错误；若铁被腐蚀生成的是Fe2+, 十H,O十H+,所以a为阳极，与直流电源正极相 用KSCN溶液无法检验，因此一段时间后向三颈 连，b为阴极，与直流电源负极相连，NR在阴极得 烧瓶中加入KSCN溶液，溶液未变红，并不能说明 到电子发生还原反应生成NRH2:NR十2e-十 铁被保护，B错误；压强传感器测得压强几乎未发 2H2O一NRH2+2OH。a极是阳极，应接原 生变化，可能是析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，C 电池的正极，铜锌原电池中Zn是负极，A错误；由 错误；采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极 分析可知，b极的电极反应式为NR十2e+2H2O相连叫外加电流法，D正确。 2 ·34· ·化学· 参考答案及解析 6.D【解析】随着反应的进行，一段时间后溶液中 3.3×10-4mol 的c(H+)减小，同时阴极发生反应：Cu+十2e 1=5.5×104mo1 ×100%=60%,D正确。 Cu,生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻 9.A【解析】通SO2的M电极为负极，电极反应式 碍了H+与铁的接触，故气体减少，A错误；检 为S02-2e+2H204H++SO?,通02的 验Fe2+用K3Fe(CN)g]溶液，B错误；当阴极有 N电极为正极，电极反应式为O2+4e+4H+ Cu析出时，阴极电极反应：Cu2+十2eCu,阳 一2H2O,由题可知要制备纳米Cu2O,故D电极 极电极反应：Cu一2e-—Cu2+,又因为②中电解 为阳极，电极反应式为2Cu一2e+2OH 质溶液中无Fe元素，根据得失电子守恒，溶液中 Cu2O十H2O,电极C为阴极，电极反应式为2H2O c(Cu+)不变，C错误；①中的c(Cu+)相对较大， 十2e—H2个十2OH。根据电中性原则，当外 H+和Cu2+都在阴极放电，产生氢气且镀层不够 电路通过4mole时，4molH+从负极区通过质 致密，②中Cu+与氨水形成配合物，适当降低了 子交换膜进入正极区，正极区溶液中的n(H+)不 c(Cu+),使得Cu缓慢析出，形成更致密的镀层， 变，但由于生成水，故c(H+)变小，PH增大，A错 故适当降低c(Cu2+),电镀效果更好，D正确。 误；根据电中性原则，OH从生成区（阴极区）通 7.D【解析】N2在光催化剂表面转化为NH3,碱性 过离子交换膜移入消耗区（阳极区），故离子交换 介质条件下，NH3转化为N2,化合价上升，发生氧 膜为阴离子交换膜，B正确；由以上电极反应式可 化反应，则电极X为负极，电极反应式为2NH3十 知该燃料电池获得电能的同时可用于制备硫酸，C 6OH-6e=N2十6H2O;O2转化为OH,化 正确；由分析可知，电极D为阳极，电极反应式为 合价降低，发生还原反应，则电极Y为正极，电极 2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2O,D正确。 反应式为02+2H20+4e—40H,据此分析 10.B【解析】N极是邻苯二醌类物质转化为邻苯 解答。由分析可知，电极X为负极，电极Y为正 二酚类物质，增加了氢原子，发生还原反应，N电 极，则X极电势低于Y极电势，A正确；光催化剂 极作正极；M极是B2H6失去电子发生氧化反应 表面H2O转化为O2,发生反应为2H20+4h+ 生成BO2,电极反应式为B2H6十14OH-一12e 一4H+十O2,B正确；电极X为负极，电极反应 —2BO2十10H2O,M电极作负极。双极膜中 式为2NH3+6OH-6eN2+6H2O,C正 间层中的水解离为H+和OH,氢离子通过膜 确；1molN2在光催化剂表面转化为2mol b移向正极N,膜b为阳离子交换膜；氢氧根离 NH3,转移6mole,则每产生5.6L(标准状 子通过膜a移向负极M,膜a为阴离子交换 况)即0.25 mol NH3,转移0.75mol电子，生成 膜。N电极作正极，电流方向为电极N→电流 0.75molh+,D错误。 计→电极M→膜a→膜b→电极N,A错误；N 8.C【解析】Zn失去电子发生氧化反应生成 极邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，增 [Zn(OH)4]2-,电极反应式为Zn-2e+40H 加了氢原子，发生还原反应，电极反应式为 —[Zn(OH)4]-,电极M为负极；NO,得电子 OH 发生还原反应，生成NH3,则电极N为正极，据此 HO 0+4H++4e 分析。根据分析，电极N为正极，A正确；根据分 OH,B正确； O 析，M极的电极反应式为Zn一2e+4OH —[Zn(OH)4]2-,M电极区每消耗4mol氢氧 负极反应为B2H6+14OH-12e一2B02+ 根离子，通过双极膜移入2mol氢氧根离子，工作 10H2O,消耗0.1molB2H6,失去1.2mole,则有 一段时间后，M电极区c(OH一)减小，pH变小，B l.2 mol OH通过膜a移向负极M,结合电荷守 正确；x=3时，硝酸根离子生成氨气（电解质溶液 恒，同时有1.2molH+通过膜b移向正极N,C 不能为酸性)，N元素由十5价降到一3价，N极为 错误；根据M极的电极反应式可知，每消耗 正极，电极反应式为NO+8e+6H2O—NH个 14 mol OH会转移12mol电子，为传递电荷， 十9OH,C错误；x=2时，由图可知当电压为 同时会有12 mol OH通过膜a移向M极，故M 0.5V时，氨气产量为93.5×106g·h1,则10h 极区中NaOH的物质的量会减少；根据N极的 产生氨气为9.35×10-4g,根据电极反应：NO2+ 电极反应式可知，每消耗4molH+会转移4mol 6e+5H2O—NH3个+7OH-,外电路中通过 电子，为传递电荷，同时会有4molH+通过膜b 5.5×10-4mole,生成氨气所需电子 移向N极，故N极区中H2SO4的物质的量不 变；因此装置中需要定期补充NaOH,不需要补 7g·m01×6=3.3X10mol,法拉第效率 充H2SO4,D错误。 ·35· 2 2027 单元过关 11.D【解析】当闭合K1和K3、打开K2时，装置处 状[Al CIgn+1]-中同时连接2个Al原子的Cl原 于充电状态，即为电解池，H+得电子生成H2, 子有(n一1)个，B错误；放电时，铝作负极，铝失 a电极为阴极，Mn+失电子生成MnO2,碳锰电 去电子，形成链状[Al Clan+1],负极发生的反应 极为阳极；ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴 可能为A1-3e+5[A1Cl4][2AlCl1o],C 极；OH失电子生成O2,d电极为阳极；当打开 正确；充电时，铝电极作阴极，链状[A1 CI3.m+1] K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态，即原 中的铝得电子发生还原反应，D错误。 电池，锌电极为负极，碳锰电极为正极。由分析 15.A【解析】金属Bi对全钒液流电池负极有催化 可知，充电时，Mn+失电子生成MnO2,碳锰电极 作用，负极反应第一步为xV2+十xH++Bi— 为阳极，A正确；充电时，d电极上OH失电子 BiHz十xV3+,消耗Bi,生成BiHz,第二步反应为 生成O2,电极反应式为4OH-4e一2H20+ BiHz失电子生成Bi:BiHz一xe一xH++Bi, O2个，B正确；放电时，碳锰电极为正极，电极反 负极电极反应式为V2+一e一V3+,故a极为 应式为MnO2十2e+4H+—Mn2++2H2O, 负极，b极为正极，发生反应：VO+2H++e 每消耗1 mol MnO2,转移2mol电子，因此理论 一VO2+十H2O。充电时a极为阴极，发生还 上有2 mol OH由双极膜向c电极迁移，C正 原反应：V3+十e—V2+;b极为阳极，发生氧化 确；该电化学装置运行过程中，H+得电子生成 反应：VO2++H2O-e—VO+2H+。由分 H2,但实际过程消耗溶剂水，H+浓度增大，OH 析可知，第二步反应为BiH,一xe—xH+十 失电子生成O2,实际也消耗溶剂水，OH浓度增 Bi,A正确；由分析可知，充电时a极为阴极，b极 大，则不需要不断补充H2SO4和KOH溶液，D 为阳极；电势：阳极>阴极，即b极的电极电势大 错误。 于a极，B错误；放电过程中外电路转移1mol 12.C【解析】由表中的电极反应式可知，a电极失 e,有1molH+从负极区经质子交换膜进入正 电子为负极，A正确；外电路中，电子由负极流向 极区，同时正极发生反应：VO克十2H+十e 正极，故外电路中的箭头方向为电子流向，B正 VO++H2O,消耗2molH+,正极区H+共减少 确；由电池工作原理图可知，L计穿过离子交换 2mol一1mol=1mol,C错误；充电时，b极为阳 膜，则该膜为阳离子交换膜，C错误；正极反应加 极，发生氧化反应：V02++H2O一e一VO 负极反应即得电池总反应，因此总反应为 十2H+,消耗水，阳极区H2O的物质的量减少，D Li1-CoO2十LizC6—LiCo02+6C,D正确。 错误。 13.D【解析】利用电解原理实现铁上电镀铜，铁作 二、非选择题 阴极，铜作阳极，则a为正极，b为负极。铁上电 16.(1)Fe2O3(1分) 镀铜，Cu电极与电源的正极相连，A正确；依题 (2)SO+20H-2e-SO+H20(2) 意阴极反应式为Cu2+十2e一Cu,B正确； (3)ABD(2分) 0.1mol·L1CuSO4溶液和过量氨水混合，铜 (4)①阴(2分)2CH2=CHCN+2H++2e 元素主要以[Cu(NH3)4]2+的形式存在，Cu析出 —NC(CH2)CN(2分) 缓慢，说明该条件下，[Cu(NH3)4门+比Cu+难 ②增大(2分) 还原，C正确；油脂在碱性条件下能够完全水解 ③0.5(2分) 而除去，实验前用盐酸除掉铁制镀件上的油污， 【解析】由图可知，电池工作时，光催化Fe2O3电 油脂不能完全水解，且盐酸还可能腐蚀铁制镀 极产生电子，故F2O3电极为负极，左侧先发生 件，所以应用碱性溶液除掉铁制镀件上的油污，D 反应SO2+2OH一SO?+H2O,电极反应式 错误。 为SO3+2OH-2e--SO-+H2O;总反应 14.C【解析】电解质中添加氯化钠和氯化钾的主 为S02+O2+2OH—SO?+H202,GDE电 要作用是与氯化铝形成[A1CL4],从而提供导电 极为正极，电极反应式为O2十2H+十2e一 能力，熔融态A1Cl3中不存在A13+和C1,A错 H2O2,电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移 误；[Al3Clo]中存在配位键，其结构为 向正极，故双极膜中，靠近Fe2O3电极的一侧为 CI 阴离子交换膜，OH通过阴离子交换膜移向负 CI-AI-CI-AICHAI-C ,同时连接2个Al 极，H+通过阳离子交换膜移向正极。 (1)结合分析可知，双极膜中水解离的OH移向 原子的C1原子有2个，根据其结构简式可知，链 Fe2O3电极。 2 ·36· ·化学· 参考答案及解析 (2)根据分析可知，Fe2O3电极上SO?发生反应 HCOOH,由原子守恒和电荷守恒可知，在生成 的电极反应式为S0?+20H-一2e—SO HCOOH的同时还生成了H+,生成的HCOOH +H2O. 再与氢氧化钾发生酸碱中和，故阳极反应涉及两 (3)根据分析可知，左室发生反应：SO2十2OH =S0?+H20、S0?+2OH--2e-S0 步：LHCH0+OH-e一Hc0OH+2L个， +H2O,电极总反应为SO2+4OH-2e ii.HCOOH+OH-HCOO+H,O, SO十2H20,根据电荷守恒可知，每消耗4mol (1+ⅱ)X2得阳极的电极反应式为2HCHO OH,转移2mol电子，则有2 mol OH进入左 2e+4OH-2HC00+2H2O+H2↑。 室，即左室溶液中，OH的消耗量大于补充量， ②阳极反应：2HCHO-2e+4OH 左室c(OH)减小，左室溶液pH逐渐减小，A 错误；GDE电极为正极，电极反应式为O2十2H 2HCOO-+2H2O+H2个，阴极反应：2H2O+ +2e—H202,理论上每生成1molH2O2,转 2e—H2个十2OH,即转移2mol电子时， 移2mol电子，根据电荷守恒，双极膜中有2mol 阴、阳两极各生成1molH2,共2molH2,而传统 H2O解离，B错误；总反应为SO2+O2十2OH 电解水：2H,0包解2H,个十0，个，转移2m0l电 —S0+H2O2,理论上每脱1 mol SO2,需消 子，只有阴极生成1molH2,所以相同电量下，理 耗1molO2,C正确；电子经过外电路移到正极， 论上H2的产量是传统电解水的2倍。 参与还原反应，不会回到负极，D错误。 (2)①Cu电极上发生的电子转移反应为 (4)①CH2=CHCN在阴极得电子，该过程中C [OCH2O]2--e—HCOO+H·,H·结合 的化合价降低，发生还原反应，己二腈在阴极生 成，发生反应的电极反应式为2CH2一CHCN+ 成H2,故Cu电极为阳极，则PbCu电极为阴极， 2H++2e-NC(CH2)4CN。 与电源负极相连。 ②水在阳极失去电子生成O2,电极反应式为 ②阴极区：首先HOOC一COOH在Pb上发生得 2H2O一4e一O2个十4H+,阳极室中稀硫酸的 电子的还原反应转化为OHC-COOH:H2C2O4 浓度将增大。 +2e+2H+-OHC-COOH H2O, ③脱硫电池中每有标准状况下11.2L(0.5mol) OHC-COOH与HO-NH3反应生成 二氧化硫转化为硫酸根，转移1mol电子，根据反应 HOOCCH-N-OH:OHCCOOH+ 2CH2 =CHCN+2H++2e-NC (CH2)CN, HO-N+H;-HOOC-CH-N-OH+H2O+ 理论上最多能生成己二腈的物质的量为 H,HOOC一CH一N一OH发生得电子的还原反 0.5mol。 应转化成HN+CH COOH:HOOC-CH一N-OH 17.(1)①2HCH0-2e+40H--2HC00+ +4e+5H+一H3N+CH2COOH+H2O,阴极 2H2O+H2个(2分) 区的总反应为H2C2O4+HO一NH2十6e+ ②2(2分) (2)①负极(2分) 7H+—HN+CH2COOH+3H2O,解离 ②108(2分) 1molH20转移1mole,故理论上生成1mol (3)①C02+8H++8eCH4+2H2O(2分) H3N+CH2COOH时，双极膜中有6molH2O解 ②4×104mol(2分) 离，6molH2O的质量为108g。 【解析】(1)①据图示可知，b电极上HCHO转 (3)①由题图可知，阴极上CO2发生还原反应转 化为HCOO,为氧化反应，所以b电极为阳极， 化为甲烷，根据得失电子守恒和电荷守恒得电极 a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机 反应式为CO2+8H++8eCH4+2H2O。 +OH- HO O HO O ②标准状况下，112m3甲烷的物质的量为 -e- 理 -OH- 22.4L·mol7=5000mol,由电极反应式C0, 112×103L HH HH H +OH- 十8H+十8e—CH,十2H2O可知，转移电子的 十2H可知，反应 -OH- 物质的量为5000mol×8=4×104mol。 HH 18.(1)恒压滴液漏斗(1分) HO O HO O 生成的 转化为 (2)反应放热，温度升高使瓶内压强变大(2分) HH HH 在恒温装置中进行实验(2分) ·37· 2 2027 单元过关 91.5 pH=2 蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反 应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重。 91.0 (6)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌 90.5 (2分) 氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部 件的腐蚀，已知溶液中的S2-完全转化为FeS,该 90.0L 0100200300400500 铁合金腐蚀总反应的离子方程式为4Fe十4H20 压强随时间变化曲线 +SO-SRB3Fe(OH):+FeS+2OH-. (3)pH=6时，装置中压强减小(2分) (7)生产生活中金属制品的防腐措施有金属表面 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积 刷油漆（外加涂层）、制不锈钢、电化学保护法等。 相当（或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当）(1分) 19.(1)B(2分) (5)在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐 (2)从右向左(2分)滤纸上有蓝色斑点产生 蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反 (2分，合理即可) 应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重(2分) (3)氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防 (6)4Fe+4H:O+SO-SRE3Fe(OH):+FeS+ 止生成的氢气与高铁酸钠反应(2分) 2OH-(2分) (4)40H-4e—02个+2H20(2分)Fe (7)金属表面刷油漆（或制不锈钢或电化学保护 6e+8OH-FeO+4H2O(2分) 法)(2分，合理即可) (5)56(2分) 【解析】(1)图1所示装置中a的仪器名称为恒 【解析】该实验探究原电池和电解池的工作原 压滴液漏斗。 理，图甲左侧为原电池，Zn为负极、Cu为正极，右 (2)同学乙认为同学甲的结论不科学，烧瓶内压强 侧为电解池，M为阳极、N为阴极；图乙为电解 变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升 池，X为阴极、Y为阳极。 高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故 (1)图甲装置中，左侧为原电池，Zn比Cu活泼， 可在恒温装置中进行实验。改进后，再次实验，证明 Zn为负极，Cu为正极；石墨替代Cu作电极，石 同学甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变 墨不活泼，作正极，电极反应不变，A不符合题 大但小于改进前，在图2中绘制出改进后的曲线 意；根据金属活动性顺序：Mg>Zn,镁替代Cu作 cpH=2 电极时，Mg作负极、Zn作正极，电极反应发生变 91.5 化，B符合题意；银金属活泼性比Zn弱，替代Cu 作电极时，Z仍为负极，电极反应不变，C不符合 题意；铂金属活泼性比Zn弱，替代Cu作电极时， 90.5 Zn仍为负极，电极反应不变，D不符合题意。 90.0L (2)在原电池中，阴离子向负极移动，即SO?从 0100200300400500 右向左侧的Zn电极移动；右侧为电解池，M为阳 (3)同学丙认为同学甲、乙的实验不具代表性，建 极，N为阴极，M极发生失电子的氧化反应，电极 议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置 反应式为Cu+2OH--2e-Cu(OH)2Y,N 中分别用pH=4、pH=6的硫酸进行实验，测定 极发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O 压强随时间变化情况，结果如图3。同学丙得出： 十2e一H2个+2OH,故滤纸上的现象为有 酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是pH= 蓝色斑点（氢氧化铜蓝色沉淀）产生。 6时，装置中压强减小。 (3)图乙装置为电解池，可知X为阴极，电解过 (4)结合图4分析可知，pH=4时，O2浓度随时 程中，X极（阴极）上发生反应：2H2O+2e 间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分 H2◆+2OH,Y极（阳极）处有气体产生，且溶 析可知发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀且析氢腐蚀产 液逐渐变成紫红色，即有氧气和FeO生成。电 生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当（或析氢 解过程中，须将阴极产生的气体（氢气）及时排 腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 出，是因为氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧 (5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥梁腐 化性，防止生成的氢气与高铁酸钠反应。 蚀，他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区，原因可 (4)Y极（阳极）处有气体产生，且溶液逐渐变成 能为在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐 紫红色，即有氧气和FO?生成，电极反应为 2 ·38· ·化学· 参考答案及解析 4OH-一4e-=O24+2H2O和Fe+8OH- +8OH-6e一FeO?十4H2O可知转移电 6e—FeO+4H20。 子物质的量为0.005mol×6=0.03mol,该电极 (5)X极收集到448mL(标准状况)气体(H2),物 生成O2转移电子的物质的量为0.04mol 0.448L -0.03mol=0.01mol,由40H-4e—02个 质的量为2.4L,m0l=0.02mol,根据电极 反应2H2O十2e—H2个+2OH可知，转移 十2H,0可知，生成的0，物质的量为0.01m0l 4 电子0.04mol,Y电极（铁电极）质量减小0.28g 0.0025mol,标准状况下气体体积为0.0025mol 0.28g ×22.4L·mol1×1000mL·L1=56mL。 （物质的量为56g:m0=0.05mol),根据Fe 2026一2027学年度单元过关（十)》 化学·化学反应速率与化学平衡 一、选择题 a+436)]kJ·mol-1=+193.8kJ·mol-1,则 1.B【解析】正反应为气体分子数增大的反应，它 a一b=197,A正确；在密闭容器中充入乙烯发生 是熵增、焓增的反应，高温下能自发进行，A错误； 反应C2H4(g)=C2H2(g)十H2(g)△H= 升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应速率 十193.8kJ·mol1,该反应气体分子数增大，反 大于逆反应速率，平衡常数增大，B正确；反应物 应吸热，升高温度，反应平衡正向移动，乙烯的平 为固体，产物只有一种气体，气体摩尔质量恒定， 衡转化率增大，若增大压强，平衡逆向移动，乙烯 不能根据气体摩尔质量判断平衡状态；恒温恒容 的平衡转化率减小，故题给图像中横坐标X表示 条件下，对于气体分子数增大的反应，压强不变时 温度，Y表示压强，B正确；该反应气体分子数增 能判断达到平衡状态，C错误；达到平衡时，再充 大，若增大压强，平衡逆向移动，乙烯的平衡转化 入CO,平衡向左移动，达到新平衡时，温度不变， 率减小，Y代表的物理量为压强且Y1<Y2,C错 K=c(CO)不变，故CO浓度不变，D错误。 误；化学平衡常数的大小只受温度影响，该反应吸 2.D【解析】过渡态物质的总能量与反应物总能量 热，温度越高，化学平衡常数越大，m、n在同一 的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越 温度，力点温度较高，故化学平衡常数K()> 大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，则由图 K(m)=K(n),D正确。 可知，(CH3)3CBr在碱性条件下的水解速率由第 4.B【解析】由反应I.SC12(g)十O2(g) I步决定，A错误；(CH3)3CBr中和溴相连的C SO2Cl2(g)△H1<0,Ⅱ.SC2(g)+SO2Cl2(g)= 为sp3杂化，(CH3)3C+中C的价层电子对数为3 2SOCIz (g) △H,<0,反应I不可逆，则”SC) 1 n(O2) +号×1-1-3X1D=3,为p条化，水部过程中 时，达到平衡时体系中不存在O2和SCl2,SO2C12 碳原子的杂化方式发生改变，B错误；物质能量越 的摩尔分数最大，则曲线L3代表SO2CL2的摩尔 低越稳定，由图可知，稳定性：(CH3)3C…OH> n(0,)的值增大， 1分数随O)的变化随着之 (CH3)3C…Br,C错误；已知水解过程中形成的碳 SC12的浓度增大，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移 正离子越稳定，反应越容易，甲基为供电子基团， 动，SO2Cl2的摩尔分数减小、SOCl2的摩尔分数 则(CH3)3CBr水解过程中形成的(CH3)3C+更稳 定，导致水解速率：(CH3)2CHBr<(CH3)3CBr,D 先增大，随着(SC)多 n(O,)的值增大，SC,的摩尔分教 正确。 增大程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的影响程度， 3.C【解析】化学反应中，反应物断键吸热，生成物 SOC12的摩尔分数开始减小，则曲线L1、L2分别 成键放热，反应热等于反应物的键能减去生成物 的键能，即△H=[413.4×4+b-(413.4×2+ 代表sC,SOC,的摩尔分教随”(SC) n(02) 的变化， ·39· 2