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(广东专版)

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-7N一14O一16C1-35.5Fe-56 一、选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题 4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 题号 1 23 4567 8 9 10 11 1213 14 15 16 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.电池工作时，质子由a极移向b极 A B.b为电池正极 质 C.a极反应式为SO2-2e+H2O-SO?十2H+ D.理论上每吸收1 mol SO2,b电极消耗的O2的体积为 SO. ←02H20) 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+CO2 NRH, 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→RH3 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+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)通常以改善材料的Li+扩散 班级 性为目的，铕并不参与电子的转移，该材料与嵌锂石墨(L,C,)组成的电池原理如图所示。 下列说法错误的是 姓名 LiEuTiOa Li,C 得分 LPF,的碳酸酯溶液 A.放电时，正极反应为Li1-.EuTiO4十xe十xLi计一LiEuTiO4 B.放电时，溶液中L+的浓度减小 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 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 NH CI 破损的 镀锌铁 数据 稀溶液 一皮与碳 采集器 粉的混 合物 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 C.如图装置，开始一段时间内压强传感器测得压强几乎未发生变化，说明镀锌铁皮未发 生腐蚀 D.采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流法 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 0.1mol·L-1CuS04 间后阴极表面有红色固体，气 ① 少量H2SO4 体减少。经检验，电解质溶液 中有Fe+ e 阴极表面未观察到气体，一段 0.1mol·L-1CuSO4+ 电解质溶液 ② 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)。]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]2+平衡 逆向移动 D.对比①②可知，适当降低c(Cu+),电镀效果更好 单元过关（九）化学第2页（共8页） 4 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, Ni"/Ni TiO2 e TiO2+w→e+h 进口I Y进口 ← .H,O 熔融NaOH-KOH 出口I 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+一4H++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+ 8.一种Zn-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 7B)=”(生成B所需电子) n(通过电路的电子) ×100%。下列说法错误的是 () ⑧ M N H,O 100 93.5 Zn NH 50 16.2 26.4 38.8 Zn(OH)41OH NO 0 双极膜 1.10.90.7 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+一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。 S02 02 C 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-2e+2OH-—Cu2O十H2O 单元过关（九）化学第3页（共8页） 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 B.H OH ◆BO 稀NaOH H2O 稀硫酸 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 OH 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K? 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并分别向两侧迁移。下列说法错误 的是 () 风力电源。水！ K A 光伏电源 HO @Zn 02 H'Mn2 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-一4e—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b电极迁移 D.该电化学装置运行过程中不需要补充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。 o2828 a电极反应式 LiC6-xe-6C+xLi计 交 o8282 b电极反应式 Li-CoO2+xLi++xe--LiCoOz oLiCoO2 下列说法正确的是 0 A.a电极为电池正极 68288 B.外电路中的箭头表示电流的流向 锂盐（溶解在 C.离子交换膜为阴离子交换膜 a电极 有机溶剂中)b电极 D.电池总反应：Li1-xCoO2十LizC6—-LiCoO2十6C 单元过关（九）化学第4页（共8页） 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表面未观察到气体，一段时间后 Fe表面有致密红色固体，经检验电解液中无Fe元素[已知： 电源 溶液中c(Cu2+)相对较小时，Cu析出缓慢，可析出致密层]。 下列叙述错误的是 ( Cu A.Cu电极与电源的正极相连 B.阴极反应式为Cu2++2eCu C.该条件下，[Cu(NH3)4]2+比Cu+难还原 0.1mol·L1CuS0溶液+过量氨水 D.实验前可用盐酸除掉铁质镀件上的油污 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-KC-AlCl3组成，该熔融盐电解 9888289098890 质中含有链状[Al,CI3m+1]-,如[AlCl4]-、铝 8856光88880 [Al2Cl,]-等。下列说法正确的是（) 醉 A.电解质中加入NaCI和KCl主要作用是提 高熔融态A1Cl3中A13+和CI-的导电能力 [AICIT 及 B.[Al,CI3m+1]-中同时连接2个A1原子的 C1原子有(2n-1)个 C.放电时，负极发生的反应可能为A1一3e [Al2CI] +5[A1CL4]-=2LA13Cl1o] D.充电时，A1电极接外电源负极，发生氧化反应 15.我国科学家设计了一种利用废水中的Cr2O?将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电 解池组合装置（如图所示）。已知：水分子不能透过离子交换膜。羟基自由基(·OH) 的氧化性仅次于氟气。下列说法错误的是 () 阳C6HOH 质 Cr20月 石墨烯 膜 膜 B.OH+H 复合导电 膜 凝胶颗粒 NaCl溶液 ￥00000 Cr(OH) CO. NaSO4高浓度含 溶液苯酚废水 A.电流方向为电极a→电极d→电极c→电极b→电极a B.电极b的电极反应为C6HOH-28e+11H2O一6CO2个+28H+ C.相同条件下，c、d两极产生气体体积比为7：3 D.电路中每转移28mole,理论上能消除废水中苯酚4mol 16.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+十xH++Bi一BH.十xV3+,电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 V2+/W3 VO/VO HSO,(aq) H.SO (aq) ☒ 个 质子交换膜 单元过关（九）化学第5页（共8页） 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56分。 17.(14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。 ※ 出口1 双T7 含S02 GDE 03 废气 Fe2O3 膜 电极 电极 02 H2SO NaOH Na,SO 溶液 4H202 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 (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-CN+2H,0通电2NC(CH,),CN+O,个，装置如 图所示。 ⊕ 惰性电极 惰性电极 圃稀硫酸 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。 18.(14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。 单元过关（九）化学第6页（共8页） 4 91.5 pH=2 pH=2 H,SO 。接数据处理中心 90.5 90. 压强传感器 0100200300400500 之铁、碳粉混合物1g t/s 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H时装置中O2浓度随时间的变化曲线如 图4。 0.30 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=40.20 .pH=6 0.18 90. 0.16 0 100200300400500 0 100200300400500 f/s 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。 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： 0 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 S2 H 海水全浸区 OH- H,O 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)。 单元过关（九）化学第7页（共8页） 19.(14分)海水淡化和水资源的净化是化学中的重要研究课题。回答下列问题： (1)实验室淡化海水最简单的方法是 (2)离子交换法淡化海水过程如图1所示。阴离子交换树 脂提供 (填离子符号)与海水中阴离子 Ca2+,Na',Mg2+ NO3、SO、C1交换。 N05,C,S0 (3)CO2是一种优良的水处理剂，某二氧化氯复合消毒剂阳离子 阳离子交换 交换树脂 发生器的工作原理如图2所示。通电后，产物主要为 C1O2、C12、O3、H2O2的混合气体甲，甲被水吸收后可 阴离子 NO,CI-,SO 制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消 交换树脂 阴离子交换 毒剂。 气体甲 m电源” 气体乙 b H,0 e 图1 左室 溶液丙 一右室 饱和食盐水 离子交换膜 次 图2 ①m为直流电源的 (填“正”或“负”)极，隔膜应为 (填“阴”或 “阳”)离子交换膜，e口排出溶液丙的溶质主要是 (填化学式)，产生 C1O2的电极反应式为 ②某自来水化验室利用下列方法检测处理后的水中ClO2残留量：先向500.00mL 水样中加入足量的KI,充分反应（还原产物为CI)后加入适量KOH将酸性溶液 调至中性，再加入2滴淀粉溶液。向所得溶液中滴加2.0×10-3mol·L1的 Na2S2O3标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗25.00mL标准溶液（已知：2S2O +I2=S4O%十2I)。 加入足量的KI,充分反应后将酸性溶液调至中性的原因是防止滴定时发生反应： (用离子方程式表示)，该水样中残留的 C1O2浓度为 mg·L-1 20.(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。 回答下列问题： I.图甲： Y(Fe) Cu (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 M(Cu) N(Cu) C.银 D.铂 ZnSO. 1CuSO 溶液 溶液 (2)实验过程中，SO? (填“从左 隔膜 NaOH溶液 向右”“从右向左”或“不)移动；滤 (只允许SO通过)1 mol LNaOHi溶液) 滤纸（滴加有 (6 molL-) 纸上能观察到的现象是 乙 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)电解进行二段时间后，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）·化学· 参考答案及解析 (4)①4.18×103(2分) ②物质的能量越低，越稳定，由图可知， 的 ②-209(2分) 【解析】(1)据盖斯定体可知，由①-2×@十 稳定性小于 的稳定性。 (4)①实验前硫酸铜的物质的量n=cV=0.200 2X③可得，1 mol CH,(g)不完全燃烧生成CO ×100×10-3mol=0.02mol,金属铁的物质的量 (g)和H2O(1)的热化学方程式为CH4(g)+ 1.68g g0,(g)C0(g)+2H,0D△H=-802k 56g·m01=0.03mol。因铁与硫酸铜是按 照1：1的物质的量之比反应，可知实验前的铁 mol1、 2×(-566k·mo1)+2×(-44K· 是过量的，故该反应放出的热量Q=cm△t= mol-1)=-607kJ·mol-1。 4.18J·g1·℃-1×(100mL×1.0g·mL-1) (2)反应热△H=E(正)-E。(逆)=335kJ· ×(30.1℃-20.1℃)=4.18×103J。 mol1-Ea(逆)=-92.4k·mol1,解得Ea(逆) ②反应Fe(s)+CuSO4(aq)一Cu(s)+FeSO4 (ag)中，有0.02mol硫酸铜反应时放出4.18X =427.4kJ·mol1。由图可知，使用催化剂之 后，正反应的活化能为126kJ·mo11。 -4.18k=-209k· 10J的热量，故△H=0.02m01 (3)①分析图2中的数据可以得出碳碳双键加氢 mol-1。 放出的热量与分子内碳碳双键的数目和位置 有关。 2026一2027学年度单元过关（九)】 化学·电化学基础 一、选择题 向b极，A正确；由分析可知，电极b为正极，B正 1.C【解析】煤、石油、天然气是三大传统能源，天 确；由分析可知，电极a的电极反应式为 然气是不可再生能源，不属于新能源，A错误；氢 S02-2e+2H20—SO?+4H+,C错误；由 氧燃料电池工作时，负极上H2失去电子，氢元素 得失电子数目守恒可知，理论上每吸收1mol二 化合价升高，发生氧化反应，B错误；氯碱工业的原 氧化硫，标准状况下b电极消耗氧气的体积为 理是2NaCl+2H,0电解2NaOH+H,个+C,个， 1moX号×2.4L·mo1-1.2L,D正确。 阴极上发生还原反应，水得电子生成氢气，C正 3.D【解析】由图可知，装置中a极NRH2与 确；空气中含有大量氨气，氨气比氢气便宜易得， 增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化 HCO?转化为NR和CO2,N元素化合价升高，发 率，而本身转化率降低，所以合成氨工业中应适当 生氧化反应NRH2-2e+HCO一NR+CO2个 增加N2的浓度，从而提高氢气的转化率，降低成 十H2O十H+,所以a为阳极，与直流电源正极相 本，D错误。 连，b为阴极，与直流电源负极相连，NR在阴极得 2.C【解析】由图可知，电极a为燃料电池的负极， 到电子发生还原反应生成NRH2:NR十2e+ 水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化 2H2O一NRH2十2OH。a极是阳极，应接原 反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为 电池的正极，铜锌原电池中Zn是负极，A错误；由 S02-2e+2H20—S0?+4H+,电极b为正 分析可知，b极的电极反应式为NR十2e-十2H2O 极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反 NRH2十2OH,B错误；若使用阴离子交换 应生成水。由分析可知，电极a为燃料电池的负 膜，电解过程中b极区的OH会进入a极区与生 极，电极b为正极，则电池工作时，质子由a极移 成的CO2重新反应生成HCO?,无法释放被捕获 ·35· 4 2027 单元过关 的C○2，且由b电极的电极反应式可知，溶液中氢 c(Cu+)不变，C错误；①中的c(Cu+)相对较大， 氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，需要将a H+和Cu+都在阴极放电，产生氢气且镀层不够 电极产生的阳离子转移到b极区，则装置中离子 致密，②中Cu+与氨水形成配合物，适当降低了 交换膜为阳离子交换膜，C错误；由a电极的电极 c(Cu+),使得Cu缓慢析出，形成更致密的镀层， 反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要 故适当降低c(Cu+),电镀效果更好，D正确。 产生碳酸氢根供给a电极反应，则左储液罐发生 7.D【解析】N2在光催化剂表面转化为NH3,碱性 反应的离子方程式为CO2+OH一HCO3,D 介质条件下，NH3转化为N2,化合价上升，发生氧 正确。 化反应，则电极X为负极，电极反应式为2NH3十 4.B【解析】该电池通过Li计在两个电极上的嵌入 6OH-6e—N2+6H2O;O2转化为OH-,化 与脱嵌实现充放电，放电时L计嵌入正极，正极反 合价降低，发生还原反应，则电极Y为正极，电极 应式为Li1-EuTiO4+xe+xLi计 反应式为O2十2H2O+4e一4OH,据此分析 LiEuTiO4,A正确；放电时，Li+从负极脱嵌，负极 解答。由分析可知，电极X为负极，电极Y为正 反应式为Li,C,一xe—xLi计十Cy,结合正极反 极，则X极电势低于Y极电势，A正确；光催化剂 应式可知放电过程中从负极脱嵌的L+与嵌入正 表面H20转化为O2,发生反应为2H2O+4h 极的L计的物质的量相等，且放电过程中电解质溶 一4H+十O2,B正确；电极X为负极，电极反应 液体积不变，则放电过程中溶液中L+的浓度不 式为2NH3+6OH-6e—N2+6H2O,C正 变，B错误；根据放电时的正极反应可得充电时的 确；1molN2在光催化剂表面转化为2mol 阳极反应：LiEuTiO4一xe一Li1-.EuTiO4十 NH3,转移6mole,则每产生5.6L(标准状 xLi十，因为铕不参与电子的转移，且Li与O元素 况)即0.25 mol NH3,转移0.75mol电子，生成 的化合价也不变，则充电时化合价升高的元素是 0.75molh+,D错误。 Ti,C正确；根据放电时的负极反应可得充电时的 8.C【解析】Z加失去电子发生氧化反应生成 阴极反应：C,十xe十xLi计一Li,Cy,每转移 [Zn(OH)4]2-,电极反应式为Zn-2e+4OH 1mol电子，有1 mol Li计嵌入阴极，使阴极的质量 —[Zn(OH)4]-,电极M为负极；NOz得电子 增加7g,D正确。 发生还原反应，生成NH3,则电极N为正极，据此 5.D【解析】铜的还原性非常弱，不能与酸反应产 分析。根据分析，电极N为正极，A正确；根据分 生H2,铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的 析，M极的电极反应式为Zn一2e+4OH 是吸氧腐蚀，A错误；若铁被腐蚀生成的是Fe2+, —[Zn(OH)4]-,M电极区每消耗4mol氢氧 用KSCN溶液无法检验，因此一段时间后向三颈 根离子，通过双极膜移入2mol氢氧根离子，工作 烧瓶中加入KSCN溶液，溶液未变红，并不能说明 一段时间后，M电极区c(OH)减小，pH变小，B 铁被保护，B错误；压强传感器测得压强几乎未发 正确：x=3时，硝酸根离子生成氨气（电解质溶液 生变化，可能是析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，C 不能为酸性)，N元素由+5价降到一3价，N极为 错误；采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极 正极，电极反应式为NO十8e+6H2O—NH3个 相连叫外加电流法，D正确。 十9OH,C错误；x=2时，由图可知当电压为 6,D【解析】随着反应的进行，一段时间后溶液中 0.5V时，氨气产量为93.5×10-6g·h1,则10h 的c(H+)减小，同时阴极发生反应：Cu++2e 产生氨气为9.35×10-4g,根据电极反应：NO2+ —Cu,生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻 6e十5H2O—NH3个十7OH,外电路中通过 碍了H+与铁的接触，故气体减少，A错误；检 5.5×10-4mole,生成氨气所需电子 验Fe+用KFe(CN)g]溶液，B错误；当阴极有 Cu析出时，阴极电极反应：Cu2+十2e一Cu,阳 ,3站X0×6=3.3X10+mol,法拉第效率 极电极反应：Cu一2e一Cu2+,又因为②中电解 3.3×10-4mol 质溶液中无Fe元素，根据得失电子守恒，溶液中 7=5.5×104mo1 ×100%=60%,D正确。 ·36· ·化学· 参考答案及解析 9.A【解析】通SO2的M电极为负极，电极反应式 移向N极，故N极区中H2SO4的物质的量不 为S02-2e+2H20—4H++S0?,通02的 变；因此装置中需要定期补充NaOH,不需要补 N电极为正极，电极反应式为O2+4e十4H 充H2SO4,D错误。 一2H2O,由题可知要制备纳米Cu2O,故D电极 11.C【解析】当闭合K1和K3、打开K2时，装置处 为阳极，电极反应式为2Cu-2e十2OH 于充电状态，即为电解池，H+得电子生成H2,a Cu2O十H2O,电极C为阴极，电极反应式为2H2O 电极为阴极，Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极 十2e—H2个十2OH。根据电中性原则，当外 为阳极；ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴极； 电路通过4mole时，4molH+从负极区通过质 OH失电子生成O2,d电极为阳极；当打开K 子交换膜进入正极区，正极区溶液中的n(H+)不 和K?、闭合K2时，装置处于放电状态，即原电 变，但由于生成水，故c（H)变小，pH增大，A错 池，锌电极为负极，碳锰电极为正极。由分析可 误；根据电中性原则，○H从生成区（阴极区）通 知，充电时，Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为 过离子交换膜移入消耗区（阳极区），故离子交换 阳极，A正确；充电时，d电极上OH一失电子生成 膜为阴离子交换膜，B正确；由以上电极反应式可 O2,电极反应式为4OH一4e一2H2O十O24, 知该燃料电池获得电能的同时可用于制备硫酸，C B正确；放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为 正确；由分析可知，电极D为阳极，电极反应式为 MnO2+2e+4H+—Mn2++2H2O,每消耗 2Cu-2e十2OH—Cu20+H2O,D正确。 1 mol MnO2,转移2mol电子，因此理论上有 10.B【解析】N极是邻苯二醌类物质转化为邻苯 2 mol OH由双极膜向c电极迁移，C错误；该电 二酚类物质，增加了氢原子，发生还原反应，N电 化学装置运行过程中，H+得电子生成H2,但实 极作正极；M极是B2H。失去电子发生氧化反应 际过程消耗溶剂水，H+浓度增大，OH失电子 生成BO2,电极反应式为B2H6十14OH-12e 生成O2,实际也消耗溶剂水，OH-浓度增大，则 —2BO2十10H2O,M电极作负极。双极膜中 不需要不断补充H2SO4和KOH溶液，D正确。 间层中的水解离为H+和OH,氢离子通过膜 12.D【解析】由表中的电极反应式可知，a电极失 b移向正极N,膜b为阳离子交换膜；氢氧根离 电子为负极，A错误；外电路中，电子由负极流向 子通过膜a移向负极M,膜a为阴离子交换 正极，故外电路中的箭头方向为电子流向，B错 膜。N电极作正极，电流方向为电极N→电流 计→电极M→膜a→膜b→电极N,A错误；N 误；由电池工作原理图可知，L计穿过离子交换 极邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，增 膜，则该膜为阳离子交换膜，C错误；正极反应加 加了氢原子，发生还原反应，电极反应式为 负极反应即得电池总反应，因此总反应为 0 OH Li1-xCoO2+LizC6=LiCoO2+6C,D正确。 HO ≥0+4H++4e= OH,B正确： 13.D【解析】利用电解原理实现铁上电镀铜，铁作 OH 阴极，铜作阳极，则a为正极，b为负极。铁上电 负极反应为B2H+14OH-12e=2BO2十 镀铜，Cu电极与电源的正极相连，A正确；依题 10H2O,消耗0.1molB2H,失去1.2mole,则有 意阴极反应式为Cu2+十2e一Cu,B正确； 1.2 mol OH通过膜a移向负极M,结合电荷守 0.1mol·L1CuSO4溶液和过量氨水混合，铜 恒，同时有1.2molH+通过膜b移向正极N,C 元素主要以[Cu(NH3)4]+的形式存在，Cu析出 错误；根据M极的电极反应式可知，每消耗 缓慢，说明该条件下，[Cu(NH3)4]+比Cu+难 14 mol OH会转移12mol电子，为传递电荷， 还原，C正确；油脂在碱性条件下能够完全水解 同时会有12 mol OH通过膜a移向M极，故M 而除去，实验前用盐酸除掉铁制镀件上的油污， 极区中NaOH的物质的量会减少；根据N极的 油脂不能完全水解，且盐酸还可能腐蚀铁制镀 电极反应式可知，每消耗4molH+会转移4mol 件，所以应用碱性溶液除掉铁制镀件上的油污，D 电子，为传递电荷，同时会有4molH+通过膜b 错误。 。37· 4 2027 单元过关 14.C【解析】电解质中添加氯化钠和氯化钾的主 反应：VO2++H2O-e一VO+2H+。由分 要作用是与氯化铝形成[A1CL]-,从而提供导电 析可知，第二步反应为BiH一xexH+十 能力，熔融态A1Cl3中不存在AI8+和C,A错 Bi,A正确；由分析可知，充电时a极为阴极，b极 误；[A13Cl1o]-中存在配位键，其结构为 为阳极；电势：阳极>阴极，即b极的电极电势大 于a极，B错误；放电过程中外电路转移1mol CI-AI-CI-A 同时连接2个A1 e,有1molH+从负极区经质子交换膜进入正 极区，同时正极发生反应：VO十2H+十e 原子的C1原子有2个，根据其结构简式可知，链 VO2++H2O,消耗2molH+,正极区H+共减少 状[Al Cls+1]中同时连接2个Al原子的Cl原 2mol一1mol=1mol,C错误；充电时，b极为阳 子有(n一1)个，B错误；放电时，铝作负极，铝失 极，发生氧化反应：VO2+十H2O一e一VO 去电子，形成链状[A1.CLm+1]厂，负极发生的反应 十2H+,消耗水，阳极区H2O的物质的量减少，D 可能为A1-3e+5[A1CL]-—[2 Al Clo],C 错误。 正确；充电时，铝电极作阴极，链状[Al Clan+1] 二、非选择题 中的铝得电子发生还原反应，D错误。 17.(1)Fe2O3(2分) 15.D【解析】根据题意，左边为原电池，a极上 (2)SO?+2OH --2e-SO?+H20(2分) Cr2O?→Cr(OH)3,发生还原反应，a极为原电 (3)ABD(2分) 池正极，b极上CH;OH-CO2,发生氧化反应， (4)①阴(2分) 2CH,-CHCN+2H++2e b极为原电池的负极，c极与原电池负极相连，c -NC(CH2),CN(2分) 极为电解池的阴极，d极与原电池正极相连，d极 ②增大(2分) 为电解池的阳极。电流方向为原电池的正极→ ③0.5(2分) 电解池的阳极→电解池的阴极→原电池的负极 【解析】由图可知，电池工作时，光催化FezO3电 →原电池的正极，形成闭合回路，A正确；电池工 极产生电子，故Fe2O3电极为负极，左侧先发生 作时，b极上苯酚氧化生成CO2,反应方程式为 反应SO2+2OH-—SO?+H2O,电极反应式 CoH OH-28e-+11H2O-6CO2+28H+, 为SO?+2OH-2e—S0?十H2O;总反应 B正确；右侧装置中，c极为阴极，发生反应2H+ 为S02+O2+20H-—SO+H2O2,GDE电 +2e—H2个，d极是阳极，发生反应H2O-e 极为正极，电极反应式为O2十2H++2e —Ht+·OH、C6HOH+28·OH—6CO2↑ H2O2,电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移 十17H2O,根据得失电子守恒，14H2~28e~ 向正极，故双极膜中，靠近Fe2O3电极的一侧为 6CO2,故相同条件下，c、d两极产生气体体积比 阴离子交换膜，OH一通过阴离子交换膜移向负 为7：3，C正确：根据电极反应方程式可知，电路 极，H+通过阳离子交换膜移向正极。 中每转移28mole,b极和d极各消耗1mol苯 (1)结合分析可知，双极膜中水解离的OH移向 酚，共计2mol苯酚，D错误。 Fe2O3电极。 16.A【解析】金属Bi对全钒液流电池负极有催化 (2)根据分析可知，Fe2O,电极上SO?发生反应 作用，负极反应第一步为xV2+十xH+十Bi 的电极反应式为S0+2OH一2e一SO BiH十xV3+,消耗Bi,生成BiH,第二步反应为 +H2O。 BiH失电子生成Bi:BiH2一xe一xH+十Bi, (3)根据分析可知，左室发生反应：SO2十2OH 负极电极反应式为V2+一e一V3+,故a极为 -S0+H20、S0g+20H--2e=SO 负极，b极为正极，发生反应：VO克十2H+十e 十H20,电极总反应为SO2+40H--2e 一VO2+十H2O。充电时a极为阴极，发生还 SO十2H2O,根据电荷守恒可知，每消耗4mol 原反应：V3+十e一V+;b极为阳极，发生氧化 OH,转移2mol电子，则有2 mol OH进入左 ·38· ·化学· 参考答案及解析 室，即左室溶液中，OH的消耗量大于补充量， 【解析】(1)图1所示装置中a的仪器名称为恒 左室c(OH)减小，左室溶液pH逐渐减小，A 压滴液漏斗。 错误；GDE电极为正极，电极反应式为O2十2H+ (2)同学乙认为同学甲的结论不科学，烧瓶内压强 +2e—H202,理论上每生成1molH202,转 变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升 移2mol电子，根据电荷守恒，双极膜中有2mol 高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故 H2O解离，B错误；总反应为SO2+O2+2OH 可在恒温装置中进行实验。改进后，再次实验，证明 —SO?+H2O2,理论上每脱1molS02,需消 耗1molO2,C正确；电子经过外电路移到正极， 同学甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变 参与还原反应，不会回到负极，D错误」 大但小于改进前，在图2中绘制出改进后的曲线 (4)①CH2一CHCN在阴极得电子，该过程中C 91.5 pH=2 的化合价降低，发生还原反应，己二腈在阴极生 91.0 成，发生反应的电极反应式为2CH2一CHCN+ 90.5 2H++2e-NC(CH2)4CN。 ②水在阳极失去电子生成O2,电极反应式为 90.0 0100200300400500 2H2O一4e—O2个十4H+,阳极室中稀硫酸的 tis 浓度将增大。 (3)同学丙认为同学甲、乙的实验不具代表性，建 ③脱硫电池中每有标准状况下11.2L(0.5mol) 议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置 二氧化硫转化为硫酸根，转移1mol电子，根据反应 中分别用pH=4、pH=6的硫酸进行实验，测定 2CH2 -CHCN+2H++2e-NC (CH2)CN, 压强随时间变化情况，结果如图3。同学丙得出： 理论上最多能生成己二腈的物质的量为 酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是pH= 0.5 mol. 6时，装置中压强减小。 18.(1)恒压滴液漏斗(1分) (2)反应放热，温度升高使瓶内压强变大(1分) (4)结合图4分析可知，pH=4时，O2浓度随时 在恒温装置中进行实验(1分) 间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分 91.5 pH=2 析可知发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀且析氢腐蚀产 生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当（或析氢 91.0 腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 90.5 (2分) (5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥梁腐 90.0L1 0100200300400500 蚀，他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区，原因可 压强随时间变化曲线 能为在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐 (3)pH=6时，装置中压强减小(1分) 蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积 应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重。 相当（或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当）(2分) (6)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌 (5)在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐 氧微生物（如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部 蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反 件的腐蚀，已知溶液中的S2-完全转化为FeS,该 应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重(2分) (6)4Fe+4H,0+SO?sRB3Fe(OH)2十FeS十 铁合金腐蚀总反应的离子方程式为4Fe+4H2O 20H-(2分) +SO-SRE3Fe(OH):+FeS+2OH-. (7)金属表面刷油漆（或制不锈钢或电化学保护 (7)生产生活中金属制品的防腐措施有金属表面 法)(2分，合理即可) 刷油漆（外加涂层）、制不锈钢、电化学保护法等。 ·39· 4 2027 单元过关 19.(1)蒸馏法(2分) 墨不活泼，作正极，电极反应不变，A不符合题 (2)OH(2分) 意；根据金属活动性顺序：Mg>Zn,镁替代Cu作 (3)①正(1分)阳(1分)NaOH(2分) 电极时，Mg作负极、Zn作正极，电极反应发生变 -5e+2H20C1O2↑+4H+(2分) 化，B符合题意；银金属活泼性比Zn弱，替代Cu ②S2O+2H+-SY+SO2↑+H2O(2分) 作电极时，Zn仍为负极，电极反应不变，C不符合 1.35(2分) 题意；铂金属活泼性比Zn弱，替代Cu作电极时， 【解析】(1)实验室淡化海水最简单的方法是蒸 Zn仍为负极，电极反应不变，D不符合题意。 馏法，通过蒸馏，水变成水蒸气，冷凝后为纯水。 (2)在原电池中，阴离子向负极移动，即SO从 (2)阴离子交换树脂提供OH与海水中阴离子 右向左侧的Z电极移动；右侧为电解池，M为阳 NO3、SO、CI交换，交换后氢离子与氢氧根发 极，N为阴极，M极发生失电子的氧化反应，电极 生反应生成水。 反应式为Cu+2OH-2e—Cu(OH)2,N (3)①左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应， 极发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O 即C1--5e+2H20—C1O2个+4H+,左室 十2e—H2个十+2OH,故滤纸上的现象为有 为阳极室，故m为电源的正极，n为电源的负极， 蓝色斑，点（氢氧化铜蓝色沉淀）产生。 右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离 (3)图乙装置为电解池，可知X为阴极，电解过 子，离子交换膜为阳离子交换膜，左室中的钠离 程中，X极（阴极）上发生反应：2H2O十2e 子通过离子交换膜进入右室，溶液丙为NaOH H2个十2OH,Y极（阳极）处有气体产生，且溶 溶液。 液逐渐变成紫红色，即有氧气和FeO?生成。电 ②充分反应（还原产物为CI)后加入适量KOH 解过程中，须将阴极产生的气体（氢气）及时排 将酸性溶液调至中性，是为了防止硫代硫酸根在 出，是因为氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧 酸性条件下发生歧化反应：S2O号+2H一S↓十 化性，防止生成的氢气与高铁酸钠反应。 SO2个+H20,2C1O2~5L2~10S2O号，c(C1O2)= (4)Y极（阳极）处有气体产生，且溶液逐渐变成 2.0X103×25×103×5×67.5×10 紫红色，即有氧气和FO生成，电极反应为 0.5 mg·L1= 40H--4e=02个+2H20和Fe+80H- 1.35mg·L1。 6e-Fe0+4H2O。 20.(1)B(2分) (5)X极收集到448mL(标准状况)气体(H2),物 (2)从右向左(2分)滤纸上有蓝色斑点产生 0.448L 质的量为2.4L,m0l=0.02mol,根据电极 (2分，合理即可) 反应2H2O十2e一H2个+2OH可知，转移 (3)氢气具有还原性，高铁酸钠具有强氧化性，防 电子0.04mol,Y电极（铁电极）质量减小0.28g 止生成的氢气与高铁酸钠反应(2分) 0.28g (4)40H--4e02个+2H20(2分) Fe- （物质的量为6g:m0=0.0o5mol,根据Fe 6e+8OH—FeO+4H2O(2分) 十8OH-6e一FeO?+4H2O可知转移电 (5)56(2分) 子物质的量为0.005mol×6=0.03mol,该电极 【解析】该实验探究原电池和电解池的工作原 生成O2转移电子的物质的量为0.04mol 理，图甲左侧为原电池，Zn为负极、Cu为正极，右 -0.03mol=0.01mol,由40H-4e—02个 侧为电解池，M为阳极、N为阴极；图乙为电解 池，X为阴极、Y为阳极。 十2H,0可知，生成的O,物质的量为0.01m0! 4 (1)图甲装置中，左侧为原电池，Zn比Cu活泼， 0.0025mol,标准状况下气体体积为0.0025mol Zn为负极，Cu为正极；石墨替代Cu作电极，石 ×22.4L·mol-1×1000mL·L-1=56mL. ·40·