第四章 化学反应与电能 章末综合检测（四）（课件PPT）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试配套课件（人教版）

章末综合检测（四） 一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符 合题意） 1. 化学与生活、生产等密切相关。下列说法错误的是（　　） A. 钙钛矿太阳能电池的能量转化是将太阳能转化为电能 B. “暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀进行发热的 C. 铜的电解精炼工艺中阳极泥的产生与金属活动性的差异相关 D. 铅酸蓄电池充电时，阳极的电极反应式为Pb2＋－2e－＋2H2O PbO2＋4H＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 √ 解析：太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故A正确；“暖宝宝”贴 中的炭粉、铁粉、食盐和空气中的水蒸气混合，Fe发生吸氧腐蚀而放热，利用 了原电池原理，故B正确；铜的电解精炼工艺中，阳极上金属失电子变成离子 进入溶液，比金属铜活泼性差的金、银等固体会沉积下来形成阳极泥，阳极泥 的产生与金属活动性的差异相关，故C正确；铅酸蓄电池充电时，阳极上硫酸 铅失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4＋2H2O－2e－ PbO2＋S ＋4H＋，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2. 下列对于四个实验的说法中，正确的是（　　） A. 实验②③④中Cl－均向阳极移动 B. 实验①④中铜电极上均发生还原反应 C. 反应进行过程中，②④中阴极附近溶液的pH均明显减小 D. ②③中的碳棒均换为铁棒，电极反应均不发生改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：实验②③④为电解池，阴离子向阳极移动，则Cl－均向阳极移动，A 正确；实验①为原电池，铜为正极，铜离子得电子生成铜，发生还原反应，实 验④为电解池，粗铜为阳极，铜电极上发生氧化反应，B错误；实验②中水电 离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，溶液的pH增大，实验④中铜离子在阴极 得电子生成铜，附近溶液中铜离子浓度减小，水解平衡左移，c（H＋）减小， pH增大，C错误；实验②③中的碳棒均换为铁棒，则阳极为活性电极，电极反 应发生改变，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3. 海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水电池构造示意图如图。下 列说法错误的是（　　） A. Li是电池的负极 B. N极可能是水得电子，也可能是氧气得到电子 C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防止海水直接与Li接触的功能 D. 将Li换成Fe、Al，用电器也能正常工作 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：锂—海水电池中锂失电子，作负极，故N极为正极，M极为负极。根 据分析可知，Li为负极，故A正确；锂与水或氧气都能反应，故在N极，可能是 水得电子，也可能是氧气得电子，故B正确；Li易与水反应，则玻璃陶瓷具有 传导离子和防水的功能，故C正确；常温下，Fe、Al与水不反应，故将Li换成 Fe、Al，用电器不能正常工作，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4. （2026·安徽合肥高二质检）某学习小组通过双液原电池（如图所示）探究浓 度均为1 mol·L－1的AgNO3溶液与KI溶液的反应，插入盐桥后，电流表的指针发 生偏转。下列说法正确的是（　　） A. 原电池的总反应为Ag＋＋I－ AgI↓ B. 反应时盐桥中N 向石墨a极移动 C. 盐桥中的KNO3饱和溶液可用KCl饱和溶液代替 D. 一段时间后，取石墨b极附近溶液，滴加淀粉溶液，溶液变蓝色 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：原电池的总反应为2Ag＋＋2I－ 2Ag＋I2，故A错误；石墨a极为负 极，所以反应时盐桥中N 向石墨a极移动，故B正确；为避免Cl－与Ag＋反应 干扰实验结果，不可用KCl饱和溶液代替KNO3饱和溶液，故C错误；石墨a极发 生的反应为2I－－2e－ I2，一段时间后，取石墨a极附近溶液，滴加淀粉溶 液，溶液变蓝色，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5. 如图所示是一种以液态肼（N2H4）为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为 电解质的新型燃料电池。 该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是（　　） A. 电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B. 电池总反应为N2H4＋2O2 2NO＋2H2O C. 当电极甲上有1 mol N2H4被消耗时，电极乙上有 22.4 L O2参与反应 D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装 置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B 项，电池的总反应为N2H4＋O2 N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4被消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明是否为标准状 况，O2体积无法计算，错误；D项，在外电路中，电子由负极（电极甲）移向 正极（电极乙），错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6. “孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入金属内部的电化学腐蚀。 某铁合金表面钝化膜破损后的孔蚀如图所示，下列说法正确的是（　　） A. Cl－的存在会加速该铁合金的腐蚀 B. 孔的表面与内部均只能发生吸氧腐蚀 C. 铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极法 D. 铁合金与电源负极连接可于表面形成钝化膜 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由题图可知，氯离子进入孔的内部会增强介质的导电性，从而加快 铁合金的腐蚀速率，则氯离子的存在会加速该铁合金的腐蚀，故A正确；由题 图可知，孔的内部介质中含有盐酸，若介质酸性过强，该铁合金可能发生析氢 腐蚀，故B错误；铁合金与锡连接时，金属性强于锡的铁作原电池的负极，腐 蚀速率加快，则铁合金与锡连接不能达到保护铁合金的目的，不属于牺牲阳极 法，故C错误；铁失去电子发生氧化反应生成钝化膜，所以铁合金与电源正极 连接，作电解池的阳极才可于表面形成钝化膜，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. 用下图所示的实验装置，按下列实验设计不能完成的实验是（　　） 选项 实验目的 实验设计 A 制备金属钠 X为石墨棒，水溶液含Na＋ 、Cl－，开关K置于A处 B 减缓铁的腐蚀 X为锌棒，水溶液含Na＋ 、Cl－，开关K置于B处 C 在铁棒上镀铜 X为铜棒，水溶液含Cu2＋ 、S ，开关K置于A处 D 比较铁和铜的金属活动性强弱 X为铜棒，水溶液含H＋、S ，开关K置于B处 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，不能生成金属钠，不 能完成实验，故A符合题意；X为锌棒，水溶液含Na＋、Cl－，开关K置于B处， 锌比铁活泼，锌作负极、铁作正极，铁被保护，能完成实验，故B不符合题 意；X为铜棒，水溶液含Cu2＋、S ，开关K置于A处，铜为阳极，发生氧化 反应生成铜离子，铁为阴极，铜离子在阴极发生还原反应生成铜，实现在铁棒 上镀铜，能完成实验，故C不符合题意；X为铜棒，水溶液含H＋、S ，开关 K置于B处，形成原电池，铁作负极被溶解，铜作正极，铜棒表面生成氢气，说 明铁的金属活动性比铜强，能完成实验，故D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8. （2026·江苏苏州高二月考）1800年，意大利科学家伏打发明了世界上第一个 发电器——伏打电堆，开创了电学发展的新时代。目前最先进电池之一的“刀 片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。下列说法正确的是（　　） A. 放电过程中，电流从a极经过导线流向b极 B. 电池单元组越多，电压越大 C. 负极的电极反应：2Cl－－2e－ Cl2↑ D. 放电过程中，Na＋从Cu片移向Zn片 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由题图可知，该装置是原电池，锌比铜活泼，所以Zn作负极，Cu作 正极，电流从正极b极经过导线流向负极a极。根据分析可知，放电过程中，电 流从b极经过导线流向a极，A错误；电池单元组越多，电势差越大，电压越 大，B正确；Zn作负极，Zn为活泼金属，失电子产生锌离子：Zn－2e－ Zn2＋，C错误；放电过程中，电解质中的阳离子Na＋移向正极Cu片，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9. （2026·福建泉州高二质检）科学家设计出一种可在阴极和阳极同时产生 H2O2的电解池，该装置如图所示。下列说法错误的是（　　） A. b电极与电源正极相连 B. 工作时， 向b电极迁移 C. a电极反应式：O2＋2H2O＋2e－ H2O2＋2OH－ D. 当电路中有2 mol e－转移时，生成1 mol H2O2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：电解池中，阳极发生氧化反应（失电子），阴极发生还原反应（得 电子），题目中a电极通入O2，O2得电子生成H2O2，O元素化合价从0价→－1 价，化合价降低，得电子，因此a电极为阴极，b电极是阳极（失电子发生氧化 反应）。电解池中，阴极连接电源负极，阳极连接电源正极，因为a电极是阴 极，b电极是阳极，所以b电极应与电源正极相连，A正确；电解池工作时，阴 离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移， 是阴离子，b电极是阳极，因此 会向b电极迁移，B正确；a电极为阴极，O2得电子生成H2O2，O元素化合 价从0价→－1价，结合溶液中的H2O，配平得电极反应式：O2＋2H2O＋2e－ H2O2＋2OH－，C正确；a电极为阴极，O2得电子生成H2O2，b电极是阳极，H2O失电子生成H2O2，总反应式为O2＋2H2O 2H2O2，则转移2 mol e－时，生成2 mol H2O2，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10. 气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。如图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。下列说法中正确的是（　　） 待测气体 敏感电极产物 Cl2 HCl H2S H2SO4 CO CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A. 上述气体检测时，敏感电极均作原电池正极 B. 检测Cl2时，敏感电极的电极反应式为Cl2－2e－ 2Cl－ C. 检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上电极反应式为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O D. 检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小 相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：A项，失电子发生氧化反应的电极是负极，得电子发生还原反应的电 极是正极，根据待测气体和反应产物可知，部分气体中元素化合价上升，部分 气体中元素的化合价下降，所以敏感电极不一定都作原电池正极；B项，检测 氯气时，氯气得电子生成氯离子，电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－；C项，检 测硫化氢时，硫化氢生成硫酸，硫元素的化合价升高，则其所在电极为负极， 正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O；D项，产生的电流大小与失电子多少有关，检测H2S和CO体积分数相同 的两份空气样本时，硫化氢失去的电子数大于CO，所以传感器上产生的电流大 小不同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11. 某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均 有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有 关描述正确的是（　　） A. 断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为2H＋＋2Cl－ Cl2↑＋H2↑ B. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C. 断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－ D. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由题意知，断开K2，闭合K1时，两极均有气泡产生，则说明铜电极 没有参与反应，则铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反应的离子方 程式应为2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－，铜电极附近溶液变红，故A、B 项错误；断开K1，闭合K2时，氯气在石墨电极上得到电子生成Cl－，氢气在铜 电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故C 项错误，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12. 一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备（如图），充电时电 极a发生的反应为NaTi2（PO4）3＋2Na＋＋2e－ Na3Ti2（PO4）3。下列说法 不正确的是（　　） A. 充电时，电极b是阴极 B. 充电时，每生成1 mol Cl2，电极a的质量理论上增加46 g C. 放电时，NaCl溶液的浓度增大 D. 放电时，电极b的电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由充电时电极a发生的反应为NaTi2（PO4）3＋2Na＋＋2e－ Na3Ti2（PO4）3可知，充电时，电极a与直流电源负极相连，为电解池的阴极， 电极b为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，阳极的电极反应 式为2Cl－－2e－ Cl2↑，放电时，电极a为原电池的负极，Na3Ti2（PO4）3在 负极上失去电子发生氧化反应生成NaTi2（PO4）3和钠离子，电极反应式为 Na3Ti2（PO4）3－2e－ NaTi2（PO4）3＋2Na＋，电极b为正极，氯气得到电 子发生还原反应生成氯离子，电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－。由分析可知， 充电时，电极b为阳极，故A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 由得失电子守恒可知，充电时，电极b上生成1 mol氯气，转移2 mol e－，电极a 理论上增加2 mol钠，其质量为46 g，故B正确；由分析可知，放电时，电极a为 原电池的负极，Na3Ti2（PO4）3在负极上失去电子发生氧化反应生成NaTi2 （PO4）3和钠离子，电极b为正极，氯气得到电子发生还原反应生成氯离子， 则氯化钠溶液的浓度增大，故C正确；由分析可知，放电时，电极b为正极，氯 气得到电子发生还原反应生成氯离子，电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－，故D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13. 科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所 示。通过将锌—多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳 光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是（　　） A. 夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接 B. 硅太阳能电池、锌—多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 C. H2生产装置中不能使用钠离子交换膜 D. 日间工作时，b极的电极反应式为 ＋S2－＋2e－ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由题图可知，白天可利用硅太阳能电池给左侧锌—多硫化物电池充 电，实现电能向化学能的转化，锌—多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极， 发生反应： ＋S2－－2e－ ，夜间作原电池使右侧电解池电解制氢， 右侧装置为电解池，d电极为阴极，发生电极反应：2H2O＋2e－ 2OH－＋ H2↑，据此分析解题。左侧锌—多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通 电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad、bc分别连接，A正确；硅太阳能电 池将太阳能转化为电能，B错误；阴极d极发生反应：2H2O＋2e－ 2OH－＋ H2↑，能使用钠离子交换膜，Na＋向阴极区迁移，C错误；白天工作时，锌—多 硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为 ＋ S2－－2e－ ，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14. 电解法制取用途广泛的Na2FeO4，同时获得H2：Fe＋2H2O＋2OH－ ＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的 ，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐 色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列说法错误 的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A. 电解一段时间后，阳极室的c（OH－）降低 B. 阴极电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－ C. c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2所示，M、N两点转移的电子 数相同 D. 电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率 降低 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：依据题意，电解的总反应为Fe＋2H2O＋2OH－ ＋3H2↑，装置通电后，铁电极附近生成紫红色的 ，镍电极有气泡产生，则阳极电极反应式为Fe－6e－＋8OH－ Fe ＋4H2O；阴极电极反应式为2H2O＋2e－ 2OH－＋H2↑；据此作答。依据阳极电极反应式为Fe－6e－＋8OH－ Fe ＋4H2O，阳极室消耗氢氧根离子，使氢氧根离子浓度降低，A正确。依 据分析，阴极电极反应式为2H2O＋2e－ 2OH－＋H2↑，B正确。M点 c（Na2FeO4）没有达到最高值，阳极发生的主要反应为Fe－6e－＋8OH－ Fe ＋4H2O； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”，则 N点铁电极上发生的反应还有Fe－3e－＋3OH－ Fe（OH）3；即M、N两点 转移的电子数不同，C错误。结合题目信息“Na2FeO4易被氢气还原”可知，制 备Na2FeO4时不能与阴极产生的氢气接触，需及时排出H2，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 二、非选择题（本题共4小题，共58分） 15. （12分）（2026·山东枣庄高二检测）铅酸蓄电池是常见的化学电源，其凭 借高性价比、可靠性和成熟技术，在汽车行业占重要地位。 （1）将如图所示的电解槽串联，以铅酸蓄电池为电源，未标明的电极都为石墨 电极。电极a与铅酸蓄电池的正极相连。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 当铅酸蓄电池正极增重6.4 g时，图1中阴极产生的气体在标准状况下的体积 为 ，图2中电极b增加的质量为 。图3中M膜为 ⁠ （填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”）。（共5分） 解析：铅酸蓄电池的正极反应为PbO2＋S ＋2e－＋4H＋ PbSO4＋ 2H2O，每转移2 mol电子，电极增加的质量为1 mol SO2的质量，为64 g，所以 当正极增重6.4 g时，电路中转移0.2 mol电子，图1阴极反应中Cu2＋先放电： Cu2＋＋2e－ Cu，由于Cu2＋物质的量为0.05 mol，所以Cu2＋消耗完全转移 0.05 mol×2＝0.1 mol电子，然后H2O放电：2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，转 移0.1 mol电子生成0.05 mol H2，标准状况下体积为1.12 L； 1.12 L 6.5 g 阴离子交 换膜 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 图2中电极a为阳极，电极b为阴极，电极反应为Zn2＋＋2e－ Zn，转移0.2 mol电子，电极b增加质量为0.1 mol Zn的质量＝0.1 mol×65 g·mol－1＝6.5 g； 图3中左池要制备硫酸，电极上水被氧化生成氧气和氢离子，硫酸钠溶液中带负 电的硫酸根离子透过M膜向左池移动，所以左池应为阳极区，M膜为阴离子交 换膜。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）室温下，用铅酸蓄电池电解500 mL饱和食盐水（足量）。电解一段时间 后，共收集到气体1 120 mL（已折算成标准状况下），则所得溶液的pH ＝ （不考虑气体的溶解及电解前后溶液体积的变化）。（2分） 解析：电解饱和食盐水的反应为2NaCl＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2NaOH，所以收 集到的标准状况下1 120 mL即0.05 mol气体中，氢气与氯气均为0.025 mol，生 成NaOH的物质的量为0.05 mol，c（OH－）＝0.1 mol·L－1，pOH＝1，pH＝ 14－pOH＝13。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3）已知：1.电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的 最大电能；2.②和③中氮元素的化合价相同。现以KOH溶液为离子导体， 分别组成①CH3OH-O2、②N2H4-O2、③（CH3）2NNH2-O2清洁燃料电 池，燃料电池的理论比能量最大的是 （填“①”“②”或 “③”）。CH3OH-O2燃料电池的负极电极反应式为 ⁠ ，消耗1.5 mol O2时，理论上CH3OH-O2燃料 电池消耗CH3OH的质量为 。（共5分） ③ CH3OH－6e－＋ 8OH－ C ＋6H2O 32 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：CH3OH的摩尔质量为32 g·mol－1，消耗1 mol CH3OH转移6 mol电子；②和③中氮元素的化合价相同，N2H4中氮元素化合价为－2价，N2H4的摩尔质量为32 g·mol－1，消耗1 mol N2H4转移4 mol电子；（CH3）2NNH2中氮元素化合价为－2价，碳元素化合价为－2价，产物CO2中碳元素化合价为＋4价、N2中氮元素化合价为0价，（CH3）2NNH2的摩尔质量为60 g·mol－1，消耗1 mol （CH3）2NNH2转移16 mol电子；假设3种燃料均为1 g，则转移电子的物质的量依次为 mol、 mol、 mol，则上述三组燃料电池的理论比能量最大的是③。甲醇燃料电池的负极电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－ C ＋6H2O；消耗1.5 mol氧气时，转移1.5 mol×4＝6 mol电子，消耗甲醇的物质的量为1 mol，质量为32 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16. （12分）镍氢电池广泛用于油电混合动力汽车，该电池材料的回收利用也 成为研究热点。废旧镍氢电池回收过程中，金属镍的转化过程如图1。转化过程 中所用H2SO4和NaOH溶液通过电解Na2SO4溶液获得，装置如图2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （1）由图2可知，电解池的阳极为电极 （填“C”或“D”）。（3分） 解析：电解池中阳离子向阴极移动，由Na＋的流向可知，电极D为阴极，电极C 为阳极。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）结合化学用语，说明产生H2SO4的反应池及其原理： ⁠ ⁠ ⁠。（5分） 解析：电极C为该电解池的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极反应式为 2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，生成H＋，同时S 通过阴离子交换膜进入甲 池，甲池中产生H2SO4。 电极C为该电解池 的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极反应式为2H2O－4e－ O2↑＋4H＋， 生成H＋，同时S 通过阴离子交换膜进入甲池，甲池中产生H2SO4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3）该品牌废旧镍氢电池回收过程中，在阴极收集到气体6.72 L（标准状况 下），理论上最多可回收得到Ni（OH）2（摩尔质量为93 g·mol－1）的质量 为 g。（4分） 解析：电解过程中，H2O在阴极得到电子生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，在阴极收集到H2的体积为6.72 L（标准状况下），物质的量 为 ＝0.3 mol，转移0.6 mol电子，可以生成0.6 mol NaOH，阳极反 应式为2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，生成0.6 mol H＋，可以生成0.3 mol H2SO4，0.3 mol H2SO4与Ni反应得到0.3 mol NiSO4，最终得到0.3 mol Ni（OH）2，质量为0.3 mol×93 g·mol－1＝27.9 g。 27.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17. （19分）化学电镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形 成镀层。回答下列问题： （1）在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如图1所示： ①电镀装置图中的“直流电源”的a极为 极，写出Fe电极的电极反应 式： 。（共4分） 正 Cu2＋＋2e－ Cu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：由题图1可知，铜电极为电镀池的阳极，铜在阳极失去电子发生氧化反应 生成铜离子，镀件铁作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，电 极反应式为Cu2＋＋2e－ Cu，因此a极为直流电源的正极。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电 极取出，用水小心冲洗干净、烘干，然后称量，二者质量之差为5.12 g，则铁 电极增加的质量为 g。（3分） 解析：电镀时，阳极溶解的铜的质量等于阴极上析出的铜的质量，由两个电极 质量之差为5.12 g可知，铁电极增加的质量为5.12 g× ＝2.56 g。 2.56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀件破损后，铁更容易被 腐蚀的原因： ⁠ 。（3分） 解析：题述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀是因为铁与铜在潮湿环境中形成原 电池，比铜活泼的铁作负极，更易被腐蚀。 铁与铜在潮湿环境中形成原电池，比铜活泼的铁作负极，更易 被腐蚀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂，利用 如图2所示装置制备氧化亚铜和精炼铜。已知：该粗铜中含有铁、碳、锌、 银等杂质。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ①乙池中电解后 （填“X”或“Y”）电极附近形成的阳极泥的主要成分 是 。（共4分） 解析：由题图2可知，甲池中石墨电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，铜电极为阳极，在氯离子作用下铜在阳极失去电子发生氧化反应生成三氯合亚铜离子，三氯合亚铜离子与氢氧根离子反应生成氧化亚铜、氯离子和水；乙池中X电极为精炼池的阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，Y电极为阳极，粗铜中锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，银和碳沉入电极底部形成阳极泥。由分析可知，Y电极为阳极，粗铜中锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，银和碳沉入电极底部形成阳极泥。 Y 碳和银 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ②电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是 ⁠ （用电极反应式表示）。（2分） 解析：电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是溶液中的氯 离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－ Cl2↑。 2Cl－－2e－ Cl2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ③若该装置的能量转化率为60％，则当外电路转移电子的物质的量为2 mol时可 制得 g的Cu2O。（3分） 解析：若该装置的能量转化率为60％，则由得失电子守恒可知，当外电路转移 电子的物质的量为2 mol时可制得氧化亚铜的质量为2 mol× ×60％×144 g· mol－1＝86.4 g。 86.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18. （15分）（2026·江苏扬州高二质检）实际生产生活中，钢铁等金属因电化 学腐蚀损失巨大，而电化学在金属制备和加工中也发挥着重要的作用。 （1）生活中钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主，该腐蚀过程中正极的电极反应式 为 ⁠。 金属的两种常见电化学防护方法如下图所示，图甲中铁闸门连接电源的 ⁠ （填“正极”或“负极”），图乙所示金属的防护方法称为 ⁠ 。（共6分） O2＋4e－＋2H2O 4OH－ 负 极 牺牲阳极 法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得电子，即电极反应式为O2＋4e－ ＋2H2O 4OH－；图甲铁闸门连接电源，防止铁闸门腐蚀，这种方法 称为外加电流法，根据电解原理，铁闸门作阴极，即铁闸门与电源的负极 相连；图乙是R比铁活泼，让铁闸门作正极，保护铁闸门不被腐蚀，这种 方法称为牺牲阳极法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （2）某科研单位利用NO-空气质子交换膜燃料电池制备高纯铬和硫酸的简单装 置如下图所示： ①Pt（Ⅱ）电极为 （填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），Pt （Ⅰ）电极的电极反应式为 。（共4分） 正极 NO＋2H2O－3e－ N ＋4H＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析：根据装置图可知，左端装置为原电池，右端装置为电解装置，Pt（Ⅰ）电 极上NO＋H2O HNO3，N的化合价升高，根据原电池工作原理，Pt（Ⅰ）电 极为负极，Pt（Ⅱ）电极为正极，Pt（Ⅰ）电极反应式为NO＋2H2O－3e－ N ＋4H＋。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ②X膜为 （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。（2分） 解析：Cr棒与电源的负极相连，Cr棒作阴极，因为该装置制备高纯铬，阴极反 应式为Cr3＋＋3e－ Cr，石墨作阳极，电极反应式为2H2O－4e－ O2↑＋ 4H＋，根据电解原理以及制备硫酸，H＋通过阳膜移向Ⅱ室，Ⅲ室S 通过X膜 移向Ⅱ室，因此X膜为阴离子交换膜。 阴离子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ③理论上，Pt（Ⅱ）电极上参加反应的O2标准状况下为1.68 L，则Cr棒增 重 g。（3分） 解析：Pt（Ⅱ）电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O，根据得失电子 守恒得关系式：3O2～12e－～4Cr，m（Cr）＝ × ×52 g·mol－1＝ 5.2 g。 5.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 $