第四章 第一节 综合训练（Word）-【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学生用书（人教版）

第一节　 综合训练　 1.（2026·浙江宁波高二月考）某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（　　） A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b用导线连接时，电子由铜片通过导线流向铁片，溶液中的Cu2＋得电子 2.（2026·广东佛山高二测试）一种锌—空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是（　　） A.金属Zn为负极 B.电池工作时，每消耗3.25 g锌，则有0.1 mol OH－向正极迁移 C.石墨电极反应式：O2＋2H2O＋4e－4OH－ D.空气中的CO2等酸性气体会影响电池的性能 3.盐酸羟胺（NH3OHCl）是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法不正确的是（　　） A.含Fe的催化电极为正极 B.图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋ C.电池工作一段时间后，右室盐酸浓度不变 D.电池工作时，每消耗2.24 L NO（标准状况下），左室溶液质量增加3.3 g 4.“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TiO2电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH＝3的Li2SO4-H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法正确的是（　　） A.若用导线连接a、c，则a电极附近pH增大 B.若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3－xe－WO3＋xH＋ C.若导线先连接a、c，一段时间后改接b、c，可实现太阳能向电能转化 D.若用导线连接b、c，当1 mol O2参与b电极反应时，有2 mol Li＋进入A区 5.如图是一种锂电池放电的装置图，其中LiPF6是电解质，SO（CH3）2是溶剂，电池总反应为4Li＋FeS2Fe＋2Li2S。下列说法正确的是（　　） A.Li＋向a极迁移 B.a极是正极 C.b极发生氧化反应 D.电子从a极经外电路到b极 6.（2026·江苏镇江高二质检）科学家最近发明了一种Al-PbO2电池，电解质为KOH、K2SO4、H2SO4，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域（a＞b），结构示意图如图。下列说法不正确的是（　　） A.R区域的电解质浓度逐渐增大 B.Y膜是阴离子交换膜 C.放电时PbO2电极上的反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋PbSO4＋2H2O D.理论上当电路中通过2 mol电子时，N区溶液质量减少96 g 7.一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.放电时电极a上发生的反应为C6H12O6－24e－＋6H2O6CO2↑＋24H＋ B.放电时电极b附近溶液的pH升高 C.离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D.为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 8.（2026·浙江绍兴高二检测）在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示（钠超离子导体只允许Na＋通过）。下列说法错误的是（　　） A.Na＋通过钠超离子导体由a极区移动到b极区 B.电极b上的电极反应为2CO2＋2H2O＋2e－2＋H2 C.该电池中的有机电解液可选用乙醇 D.电路中每转移1 mol电子，钠超离子导体右侧区域质量增重66 g 9.人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 （1）铅酸蓄电池在放电时的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，则其正极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2。若将此反应设计成原电池，负极所用的电极材料为　　，负极电极反应式为　　　　　。 （3）已知甲烷燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，b口通入的物质为　　　　　（填化学式），该电池正极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　；当3.2 g甲烷完全反应生成CO2时，有　　　　mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示，电池正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　，A是　　　　（填名称）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节　综合训练 1.D　a和b用导线连接时，电子由铁片通过导线流向铜片，溶液中的Cu2＋得电子。 2.B　锌—空气电池工作时，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn（OH）2，锌作负极，石墨作正极，A正确；OH－向负极迁移，B错误；放电时锌作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子生成OH－，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，C正确；空气中的CO2等酸性气体会与KOH凝胶反应，导致电解质溶液的碱性减弱，会影响锌—空气电池的性能，D正确。 ｜知识总结｜ 电极的判断及电极反应式的书写 1.电极的判断方法（特殊情况除外） 2.电极反应式的书写 （1）一般电极反应式的书写方法 ①定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，计算得失电子的数量。 ②看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。 ③两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应式对照验证。 （2）已知总反应式，书写电极反应式 ①分析元素的化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。 ②在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 ③根据质量守恒配平电极反应式。 ④复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。 3.B　由题图可知，氢元素化合价升高失电子，Pt电极为负极，电极反应式为H2－2e－2H＋，含铁的催化电极为正极，电极反应式为NO＋3e－＋4H＋＋Cl－NH3OHCl，由此作答。含Fe的催化电极上：NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，故含铁的催化电极作正极，A正确；由题意可知，NH2OH具有和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为NH2OH＋H＋NH3OH＋，图2中A为H＋，B为NH3OH＋，B错误；右侧Pt电极为负极，电极反应式为H2－2e－2H＋，当转移2 mol电子时，生成的2 mol H＋通过氢离子交换膜向正极移动，故右室盐酸浓度不变，C正确；含Fe的催化电极为正极，电极反应式为NO＋3e－＋4H＋＋Cl－NH3OHCl，消耗标准状况下2.24 L即0.1 mol NO时，左室增加的质量为0.1 mol NO和0.3 mol氢离子的质量，即0.1 mol×30 g·mol－1＋0.3 mol×1 g·mol－1＝3.3 g，D正确。 4.C　若用导线连接a、c：a电极上，H2O→O2，发生氧化反应，则a电极为负极，电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋；c电极为正极，发生还原反应，电极反应式为WO3＋xH＋＋xe－HxWO3。若用导线连接b、c，b电极上，空气中的O2转化为H2O，发生还原反应，则b电极为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O。由分析可知，若用导线连接a、c，a电极的电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，a电极处产生H＋，H＋浓度增大，pH减小，A项错误；由分析可知，若用导线连接a、c，c电极的电极反应式为WO3＋xH＋＋xe－HxWO3，B项错误；用导线先连接a、c，再连接b、c，由光电池转化为原电池，可实现太阳能向电能转化，C项正确；由分析可知，若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O，当1 mol O2参与b电极反应时，消耗4 mol H＋，则有4 mol Li＋进入A区，D项错误。 5.D　由题图可知，a极作负极，电极反应式为Li－e－Li＋，b极为正极，电极反应式为FeS2＋4e－＋4Li＋Fe＋2Li2S。由分析可知，a极作负极，b极为正极，原电池中，阳离子Li＋向正极即b极迁移，故A、B错误；b极为正极，电极反应式为FeS2＋4e－＋4Li＋Fe＋2Li2S，FeS2得电子，发生还原反应，故C错误；原电池工作时，电子从负极即a极经外电路流向正极即b极，故D正确。 6.D　由题图可知，原电池工作时，Al为负极，被氧化生成[Al（OH）4]－，PbO2为正极，发生还原反应，M区电解质为KOH，R区电解质为K2SO4，N区电解质为H2SO4，原电池工作时，负极发生的反应为Al－3e－＋4OH－[Al（OH）4]－，消耗OH－，为平衡电荷，钾离子由M区向R区移动，X为阳离子交换膜；正极电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SPbSO4＋2H2O，消耗H＋，S由N区向R区移动，则Y是阴离子交换膜。钾离子由M区向R区移动，硫酸根离子由N区向R区移动，R区域的电解质浓度逐渐增大，A正确；由上述分析可知，S通过Y膜由N区向R区移动，Y膜为阴离子交换膜，B正确；放电时，PbO2电极为正极，电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋PbSO4＋2H2O，C正确；结合分析可知，消耗27 g Al，转移3 mol电子，N区消耗6 mol H＋、1.5 mol S，同时有1.5 mol S移向R区，则相当于减少3 mol H2SO4，同时生成3 mol H2O，则N区实际减少的质量为3 mol×98 g·mol－1－3 mol×18 g·mol－1＝240 g，则当电路中通过2 mol电子时，N极区溶液质量减少160 g，D错误。 7.D　右侧电极室加入含硝酸根离子的废水，产生氮气，氮元素化合价降低，N得到电子，所以电极b是正极；左侧电极室加入含葡萄糖废水，生成二氧化碳，碳元素化合价升高，葡萄糖失去电子，则电极a为负极。海水进入中间室，装置对海水进行了淡化处理，说明海水里的盐溶液中的离子分别往两极移动，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析作答。由分析知，电极a为负极，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O6CO2↑＋24H＋，A正确；电极b是正极，电极反应式为2N＋6H2O＋10e－N2↑＋12OH－，随着反应的进行，溶液的pH升高，B正确；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在放电时阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以该电池工作时，离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C正确；高温会导致厌氧菌、反硝化细菌等微生物的蛋白质发生变性而失去其生理活性，导致电池失效，因此该电池不能在高温下工作，D错误。 8.C　由电池工作原理示意图可知，反应中Na被氧化为钠离子，为原电池的负极，则a电极反应式为Na－e－Na＋，b电极为正极，b电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e－2＋H2，原电池工作时，阳离子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，以NaHCO3晶体形式析出，据此分析解题。原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，a电极是负极，则Na＋从a极区移动到b极区，A正确；由分析知，B正确；金属钠会与乙醇反应，有机电解液应选择非质子溶剂，C错误；根据b电极反应式得，每转移1 mol电子，右侧区域吸收1 mol二氧化碳，放出0.5 mol氢气，同时左侧溶液中有1 mol钠离子向右侧溶液转移，所以右侧区域增加的质量为1 mol×44 g·mol－1＋1 mol×23 g·mol－1－0.5 mol×2 g·mol－1＝66 g，D正确。 9.（1）PbO2＋4H＋＋S＋2e－PbSO4＋2H2O　（2）Cu　Cu－2e－Cu2＋ （3）CH4　O2＋4H＋＋4e－2H2O　1.6　CH4＋10OH－－8e－C＋7H2O （4）N2＋8H＋＋6e－2N　氯化铵 解析：（1）电池正极发生得电子的还原反应，根据总反应式Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O可知，正极电极反应式为PbO2＋4H＋＋S＋2e－PbSO4＋2H2O。（2）2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2，在该反应中，Cu→Cu2＋发生失电子的氧化反应，为原电池的负极变化，则设计成原电池时，负极所用的电极材料为Cu，负极电极反应式为Cu－2e－Cu2＋。（3）根据装置图可知，氢离子向右侧移动，所以右侧电极是正极，左侧电极是负极，则该电池工作时，b口通入的物质为CH4；氧气在正极上发生得到电子的还原反应，因此该电池正极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O；3.2 g甲烷的物质的量为＝0.2 mol，反应中碳元素化合价从－4价升高到＋4价，因此完全反应生成CO2时，有1.6 mol电子发生转移；若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，碳元素以C形式生成，则负极电极反应式为CH4＋10OH－－8e－C＋7H2O。（4）根据题意可知，该燃料电池以N2和H2为反应物，以溶有A的盐酸为电解质溶液，则电池总反应为N2＋3H2＋2HCl2NH4Cl，电池正极发生得到电子的还原反应，即电极反应式是N2＋8H＋＋6e－2N；根据装置图中稀的A溶液为电解质溶液，反应后为浓的A溶液，再分离出A，可知A为NH4Cl，名称为氯化铵。 学科网（北京）股份有限公司 $