2026-2027学年高二上学期同步教学单元测试卷（基础巩固）选择性必修一《第四章化学反应与电能》

2026-2027年高二年级同步教学单元测试卷（基础巩固） 选择性必修一第四章化学反应与电能 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：选择性必修一第四章 5．难度系数：0.85 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 一、选择题：本题共15个小题，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。 1．辽代鎏金云纹铜马具的主要材质为青铜，表面鎏金层是将金汞合金均匀涂抹于铜器表面后加热使汞挥发形成的。出土文物表面常见绿色铜锈。下列有关说法正确的是 A．青铜的熔点比纯铜的高 B．汞挥发属于化学变化 C．鎏金层可以减缓铜基体的腐蚀 D．铜锈的生成过程发生了析氢腐蚀 2．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是 A．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 B．正极的电极反应为O2 + 2H2O + 4e—= 4OH— C．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 D．铁被氧化的电极反应为Fe—2e—= Fe2+ 3．保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与铜块通过导线相连 C．轮船底部镶嵌锌块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 4．Zn-Cu原电池装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极为Cu电极 B．往N电极迁移 C．一段时间后，溶液中的物质的量保持不变 D．能量的转化形式主要为化学能转化为电能 5．火箭发射时可以用肼（）作燃料，作氧化剂，二者反应生成和水蒸气。下列说法错误的是 A．液氮可用作制冷剂 B．常温下，为红棕色气体 C．上述反应属于固氮反应 D．理论上，上述反应可设计成原电池 6．对于反应，下列措施有利于加快该反应速率的是 A．滴入几滴溶液 B．往烧杯中加入适量的水 C．将颗粒状锌换成大块状固体锌 D．用等体积、等物质的量浓度的溶液代替稀硫酸 7．2022年8月30日，我国科研团队荣获国际“镁未来技术奖”，镁-空气电池广泛应用于海洋探索等领域。该电池在工作时，下列说法不正确的是 A．Mg在负极失去电子 B．空气中的在正极发生还原反应 C．阴离子由负极移向正极 D．电子的移动方向：镁电极→导线→正极 8．2024年6月，我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列关于能量转化关系不正确的是 火箭采用液氢液氧发动机 光照期着陆器用太阳电池翼供电 阴影期上升器用锂离子蓄电池供电 返回器用一次电源供电 A．化学能→热能 B．太阳能→电能 C．电能→化学能 D．化学能→电能 A．A B．B C．C D．D 9．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是 A．火力发电 B．碱性锌锰电池 C．电解饱和食盐水 D．氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 10．锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是 A．锌是负极，铜是正极 B．电子从锌片经电流表流向铜片 C．盐桥中的离子可自由移动，形成闭合回路 D．铜片上的电极反应为： 11．用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法正确的是 A．电极a发生还原反应 B．电极b发生： C．电解一段时间后，左室溶液的pH变小(忽略溶液体积的变化) D．电解一段时间后，在右室加入PbO可实现电解液的再生 12．宏微结合是化学学科核心素养之一、下列解释事实的化学用语书写错误的是 A．电解精炼铜的阴极反应： B．向溶液中滴加少量浓，溶液橙色加深： C．用惰性电极电解饱和溶液： D．检验摩尔盐中： 13．应用电解法对煤进行脱硫处理，具有脱硫效率高、经济效益好等优点。煤中含硫物质主要为，电解脱硫原理如图所示。下列说法不正确的是 A．石墨A与电源正极相连 B．石墨B电极表面有生成 C．电解一段时间后混合液的酸性减弱 D．电解液中的硫酸可以用盐酸代替，放电生成的与水反应生成，能辅助脱硫 14．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时，下列各项中合理的是 选项 M极 X溶液 N极 Y溶液 A Zn ZnSO4溶液 Fe H2SO4溶液 B Fe FeCl2溶液 Zn ZnSO4溶液 C Zn H2SO4溶液 Fe FeCl2溶液 D Fe ZnSO4溶液 Zn FeCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 15．利用惰性电极电解MnSO4的酸性溶液也可获得MnO2，电解过程的部分机理如图1所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。下列说法错误的是 A．分析图1可知，反应(ⅲ)为Mn2+→MnO2的决速步骤 B．在碱性锌锰电池中，放电时，MnOOH为该电池正极上的反应产物 C．由图2可知，硫酸浓度为3.0mol/L时，电流效率达到最佳 D．a点溶液中含有的分子可能为H2O、MnOOH、MnSO4和H2SO4 第II卷（非选择题 共55分） 16．（14分）电解原理 (1)电解：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生________反应和________反应的过程。 (2)电解池及其构成 ①电解池：将________能转化为________能的装置。 ②电解池的构成：直流电源；有与直流电源相连的________________；________溶液(或________________)；形成________回路。 (3)电解原理 ①电子流向：电源_____极→电解池_____极；电解池的_____极→电源的_____极。 ②离子流向：阳离子→电解池的_____极，阴离子→电解池的_____极。 ③电流方向：电源_____极→电解池_____极→__________溶液→电源_____极→电源的_____极。 (4)电解原理的实验探究 ①实验装置： ②实验步骤：在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极(如图)，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 ③实验现象：通电一段时间可观察到与电源_____极相连的碳棒附近有________产生，并有________________，湿润的淀粉碘化钾试纸变_____，证明产生的气体是________；与电源_____极相连的碳棒底部有________________覆盖。 ④实验结论：CuCl2溶液在电流作用下发生了________变化，分解生成了________。电解过程中_____能转化为________能。电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的________过程。 ⑤电极方程式 阳极：________________。 阴极：________________。 总反应式：________________________。 17．（14分）电池有广泛的用途。 (1)依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。 ②银电极的电极反应式是___________。 (2)高铁电池的总反应为：，请回答下列问题： ①高铁电池的负极材料是___________。 ②放电时，正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。正极电极反应式为___________。 (3)如下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。回答下列问题： ①a极通入的物质为___________(填物质名称)，电解质溶液中的移向___________极(“a”或“b”)。 ②写出此甲烷燃料电池工作时负极的电极反应：___________。 18．（14分）Ⅰ．电镀工业往往产生含 、 的含铬废水，排放前须将二者还原为 ，之后再加碱沉淀出 ，经处理后废水中铬的含量显著降低。 (1)化学还原法处理含铬废水 i．向废水中加入 ，将 转变为 ，利用了 的酸性和 __________ 性。 ii．投加生石灰，将 沉淀为 。 (2)常以甲醇燃料电池为电源，采用电解法来处理酸性含铬废水（主要含有 ），其原理如下图所示： ①M 电极的电极反应式为 ________ 。 ②电解池中， 在阴极直接放电，请写出其在阳极被阳极产物还原为 的离子方程式 ___ 。 ③若电解过程中，阳极室每处理掉 0.1 mol 的 ，理论上 N 电极需要通入 ______ （折算为标准状况下）。 ④在实际生产中，废水的 pH 过高或过低均会降低铬的去除率，解释其可能的原因： __________ 。 II．生物电池具有工作时不发热、不损坏电极等优点，不但可以节约大量金属，而且寿命比化学电源长得多，因此越来越受到人们的青睐。某生物电池以葡萄糖(C6H12O6)作原料，在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。 (1)电极b为______(填“正极”或“负极”)，电极a的电极反应类型为________反应。 (2)该生物电池中发生反应的化学方程式为_______________________，当有2 mol H＋通过质子交换膜时，理论上需要标准状况下氧气的体积为__________L。 (3)该电池____(填“能”或“不能”)在高温条件下使用，原因是______________________。 19．（13分）图1是一种染料敏化太阳能电池的装置，其一个电极（）由有机光敏染料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成。用该电池给图2装置（Q、R均为惰性电极）供电，将含有、和少量的浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液。 已知：。 回答下列问题： (1)图1电池工作时： ①染料敏化太阳能电池的能量转化形式是将__________能转化为__________能。 ②N电极的电极反应式是_____________________。 ③含、的电解质__________（填“需要”或“不需要”）定期更换，理由是__________________。 (2)图2装置工作时： ①Q电极接图1中的__________（填“M”或“N”）电极；Q电极的电极反应式为______________________。 ②R电极附近溶液的颜色变化为__________________________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027年高二年级同步教学单元测试卷（基础巩固） 选择性必修一第四章化学反应与电能 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：选择性必修一第四章 5．难度系数：0.85 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 一、选择题：本题共15个小题，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。 1．辽代鎏金云纹铜马具的主要材质为青铜，表面鎏金层是将金汞合金均匀涂抹于铜器表面后加热使汞挥发形成的。出土文物表面常见绿色铜锈。下列有关说法正确的是 A．青铜的熔点比纯铜的高 B．汞挥发属于化学变化 C．鎏金层可以减缓铜基体的腐蚀 D．铜锈的生成过程发生了析氢腐蚀 【答案】C 【详解】A．青铜是铜的合金，合金的熔点通常低于其组分纯金属的熔点，因此青铜的熔点比纯铜低，A错误； B．汞挥发是汞单质由液态变为气态的过程，无新物质生成，属于物理变化，B错误； C．鎏金层的主要成分为化学性质稳定的金，覆盖在铜基体表面可隔绝铜与氧气、水等腐蚀介质的接触，能够减缓铜基体的腐蚀，C正确； D．铜的金属活动性排在氢之后，自然环境中铜锈（主要成分为）的生成是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳共同作用的结果，属于吸氧腐蚀过程，不会发生析氢腐蚀，D错误。 2．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是 A．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 B．正极的电极反应为O2 + 2H2O + 4e—= 4OH— C．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 D．铁被氧化的电极反应为Fe—2e—= Fe2+ 【答案】C 【详解】A．活性炭与铁、NaCl溶液构成大量微小原电池，原电池反应可加快铁的腐蚀速率，A正确； B．该实验条件下铁发生吸氧腐蚀，正极上得电子与水反应生成，电极反应为，B正确； C．水是弱电解质，仍具有导电性，以水代替NaCl溶液，铁仍然可以发生吸氧腐蚀，只是腐蚀速率更慢，C错误； D．铁为原电池负极，失电子被氧化，电极反应为，D正确； 故选C。 3．保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是 A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与铜块通过导线相连 C．轮船底部镶嵌锌块 D．家用铁锅水洗后及时擦干 【答案】B 【详解】A．铁栅栏上涂油漆可隔绝氧气和水，避免钢铁发生电化学腐蚀，保护方法正确，A正确； B．铁的金属活动性强于铜，铁闸与铜块相连形成原电池时，铁作负极被氧化，会加快铁闸的腐蚀，保护方法不正确，B错误； C．锌的金属活动性强于铁，轮船底部镶嵌锌块形成原电池时，锌作负极被损耗，铁作正极被保护，保护方法正确，C正确； D．家用铁锅水洗后及时擦干，可减少水的附着，避免钢铁形成原电池发生腐蚀，保护方法正确，D正确； 故选 B。 4．Zn-Cu原电池装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极为Cu电极 B．往N电极迁移 C．一段时间后，溶液中的物质的量保持不变 D．能量的转化形式主要为化学能转化为电能 【答案】A 【分析】根据原电池电子流向规律，电子由负极流出经外电路流向正极，图中电子向N电极移动，故N为正极，M为负极。的金属活泼性强于，故M电极为电极，N电极为电极，负极反应为，正极反应为；原电池工作时阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，不参与电极反应，总反应为，能量转化形式为化学能转化为电能。 【详解】A．M为原电池负极，活泼性强于，故M电极为电极，A错误； B．原电池中阳离子向正极移动，N为正极，故往N电极迁移，B正确； C．不参与电极反应，故一段时间后溶液中的物质的量保持不变，C正确； D．该装置为原电池，工作时能量的转化形式主要为化学能转化为电能，D正确； 故选 A。 5．火箭发射时可以用肼（）作燃料，作氧化剂，二者反应生成和水蒸气。下列说法错误的是 A．液氮可用作制冷剂 B．常温下，为红棕色气体 C．上述反应属于固氮反应 D．理论上，上述反应可设计成原电池 【答案】C 【详解】A．液氮汽化时吸收大量热，使周围温度降低，可用作制冷剂，A正确； B．常温下，为红棕色气体，B正确； C．氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮，上述反应将化合态氮转化为游离态氮，生成，不属于固氮反应，C错误； D．该反应为自发进行的放热的氧化还原反应，理论上可将氧化反应和还原反应分别在两极进行，将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 6．对于反应，下列措施有利于加快该反应速率的是 A．滴入几滴溶液 B．往烧杯中加入适量的水 C．将颗粒状锌换成大块状固体锌 D．用等体积、等物质的量浓度的溶液代替稀硫酸 【答案】A 【详解】A．滴入几滴 溶液。 会置换出少量的 ，锌与铜以及电解质溶液会构成原电池（锌作负极，铜作正极），从而形成原电池加速反应，能加快反应速率。A正确； B．往烧杯中加入适量的水。加水会使稀硫酸稀释，氢离子浓度减小，导致反应速率减慢，B错误； C．将颗粒状锌换成大块状固体锌。大块状锌的接触面积比颗粒状锌小，反应物接触面积减小，导致反应速率减慢，C错误； D．用等体积、等物质的量浓度的 溶液代替稀硫酸。醋酸是弱酸，在溶液中部分电离，其氢离子浓度小于同浓度稀硫酸中的氢离子浓度，因此反应速率减慢，D错误； 故答案选A。 7．2022年8月30日，我国科研团队荣获国际“镁未来技术奖”，镁-空气电池广泛应用于海洋探索等领域。该电池在工作时，下列说法不正确的是 A．Mg在负极失去电子 B．空气中的在正极发生还原反应 C．阴离子由负极移向正极 D．电子的移动方向：镁电极→导线→正极 【答案】C 【详解】A．Mg为活泼金属，作原电池负极，发生失电子的氧化反应，A正确； B．空气中的在正极得到电子，氧元素化合价降低，发生还原反应，B正确； C．原电池工作时，阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，阴离子应从正极移向负极，选项描述错误，C错误； D．原电池中电子由负极流出，经导线流向正极，即移动方向为镁电极→导线→正极，D正确； 故选C。 8．2024年6月，我国嫦娥六号任务实现了人类首次月球背面采样返回的创举。下列关于能量转化关系不正确的是 火箭采用液氢液氧发动机 光照期着陆器用太阳电池翼供电 A．化学能→热能 B．太阳能→电能 阴影期上升器用锂离子蓄电池供电 返回器用一次电源供电 C．电能→化学能 D．化学能→电能 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．液氢液氧发动机工作时发生燃烧反应释放热量，能量转化关系为化学能→热能，A正确； B．太阳电池翼供电时通过光伏效应，可将太阳能直接转化为电能，B正确； C．锂离子蓄电池供电属于放电过程，能量转化关系为化学能→电能，不是电能→化学能，C错误； D．一次电源供电时通过自发的化学反应释放能量，将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 9．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是 A．火力发电 B．碱性锌锰电池 C．电解饱和食盐水 D．氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．火力发电的能量转化过程为化学能→热能→机械能→电能，无法实现电能转化为化学能，A不符合题意； B．碱性锌锰电池属于原电池，工作时将化学能转化为电能，B不符合题意； C．电解饱和食盐水为电解池装置，依靠外接电源提供电能，驱动非自发的氧化还原反应发生，实现电能向化学能的转化，C符合题意； D．氢氧燃料电池属于原电池，工作时将化学能转化为电能，D不符合题意； 故选C。 10．锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是 A．锌是负极，铜是正极 B．电子从锌片经电流表流向铜片 C．盐桥中的离子可自由移动，形成闭合回路 D．铜片上的电极反应为： 【答案】D 【详解】A．金属活动性，易失电子发生氧化反应作负极，作正极，A正确； B．原电池中电子由负极流出，经外电路流向正极，即电子从锌片经电流表流向铜片，B正确； C．盐桥中为含饱和溶液的琼胶，其中、可自由移动，工作时离子定向移动平衡两极电荷，形成闭合回路，C正确； D．该装置铜极的电解质为，不存在游离的，铜片上发生的电极反应为，不是，D错误； 故选D。 11．用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法正确的是 A．电极a发生还原反应 B．电极b发生： C．电解一段时间后，左室溶液的pH变小(忽略溶液体积的变化) D．电解一段时间后，在右室加入PbO可实现电解液的再生 【答案】D 【分析】用惰性电极电解溶液可制金属铅，结合图示可知电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为，据此作答； 【详解】A．电极a连接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化反应，并非还原反应，A错误； B．电极b为阴极，电解目的是制备金属铅，因此阴极上得电子生成金属铅，电极反应为，B错误； C．左室为阳极区，阳极反应为，每转移电子，生成，同时因质子交换膜的存在，有从左室迁移至右室，因此左室中的物质的量不变；反应消耗，若忽略溶液体积变化，即溶液体积不变，则 不变，溶液pH不变，C错误； D．右室中阴极反应为，同时左室迁移过来的与生成的形成，因此右室电解后为和的混合溶液；根据已知反应，加入可与、反应生成，实现电解液的再生，D正确； 故选D。 12．宏微结合是化学学科核心素养之一、下列解释事实的化学用语书写错误的是 A．电解精炼铜的阴极反应： B．向溶液中滴加少量浓，溶液橙色加深： C．用惰性电极电解饱和溶液： D．检验摩尔盐中： 【答案】C 【详解】A．电解精炼铜时，阴极发生还原反应，溶液中的得到电子析出金属铜，电极反应式为，A正确； B．溶液中存在平衡：，滴加少量浓后，浓度增大，平衡逆向移动，浓度升高，溶液橙色加深，所写平衡方程式正确，B正确； C．用惰性电极电解饱和溶液时，阴极生成的会与溶液中的结合生成沉淀，题中所写方程式未考虑沉淀的生成，正确的离子方程式为：，C错误； D．检验摩尔盐中的时，与铁氰化钾反应生成蓝色的沉淀，离子方程式为：，D正确； 故选C。 13．应用电解法对煤进行脱硫处理，具有脱硫效率高、经济效益好等优点。煤中含硫物质主要为，电解脱硫原理如图所示。下列说法不正确的是 A．石墨A与电源正极相连 B．石墨B电极表面有生成 C．电解一段时间后混合液的酸性减弱 D．电解液中的硫酸可以用盐酸代替，放电生成的与水反应生成，能辅助脱硫 【答案】C 【分析】石墨A为阳极，连接电源正极，发生反应，实现向的转化；生成的与煤中的发生反应，完成脱硫同时再生，实现的循环；石墨B为阴极，连接电源负极，发生还原反应。 【详解】A．石墨A电极上发生被氧化为的反应，为电解池阳极，阳极需与电源正极相连，A正确； B．石墨B为电解池阴极，溶液中的在阴极表面得电子发生还原反应生成，B正确； C．根据反应关系，阳极反应为，溶液中与的反应为，阴极反应为。当电路中转移14 mol电子时，溶液中反应生成16 mol ，阴极消耗14 mol ，体系净生成2 mol ，浓度增大，混合液酸性增强，因此“酸性减弱”的表述错误，C错误； D．若用盐酸代替硫酸，可能在阳极放电生成，与水反应生成具有强氧化性的，可氧化实现辅助脱硫，D正确。 14．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时，下列各项中合理的是 选项 M极 X溶液 N极 Y溶液 A Zn ZnSO4溶液 Fe H2SO4溶液 B Fe FeCl2溶液 Zn ZnSO4溶液 C Zn H2SO4溶液 Fe FeCl2溶液 D Fe ZnSO4溶液 Zn FeCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】由图中电子流向可知，电子由N极流出经外电路流向M极，因此N极为原电池负极，金属活泼性N>M；带盐桥的原电池中，电极应与所在烧杯的电解质溶液不直接反应，通常负极金属对应含该金属阳离子的电解质溶液，保证反应稳定进行，由此解答； 【详解】A．M极为、N极为，金属活泼性，应为负极，与N为负极的要求不符；且会与所在烧杯的溶液直接反应，无法形成稳定原电池，A错误； B．M极为、N极为，金属活泼性，作负极符合要求；且与溶液、与溶液均不直接反应，总反应为，可形成稳定原电池，B正确； C．M极为、N极为，金属活泼性，应为负极，与N为负极的要求不符；且会与所在烧杯的溶液直接反应，无法形成稳定原电池，C错误； D．M极为、N极为，金属活泼性，作负极符合要求；但是会与直接发生置换反应，电子无法通过外电路转移，不能形成稳定原电池，D错误； 故选B。 15．利用惰性电极电解MnSO4的酸性溶液也可获得MnO2，电解过程的部分机理如图1所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。下列说法错误的是 A．分析图1可知，反应(ⅲ)为Mn2+→MnO2的决速步骤 B．在碱性锌锰电池中，放电时，MnOOH为该电池正极上的反应产物 C．由图2可知，硫酸浓度为3.0mol/L时，电流效率达到最佳 D．a点溶液中含有的分子可能为H2O、MnOOH、MnSO4和H2SO4 【答案】D 【详解】A．决速步骤为反应机理中速率最慢的步骤，图1显示反应(ⅲ)为慢反应，因此是的决速步骤，A正确； B．碱性锌锰电池放电时，正极得电子发生还原反应生成，为正极反应产物，B正确； C．由图2可知，硫酸浓度为时电流效率最高，此时电流效率达到最佳，C正确； D．、均为强电解质，在酸性水溶液中完全电离为离子，不存在对应的分子，D错误； 故选D。 第II卷（非选择题 共55分） 16．（14分）电解原理 (1)电解：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生________反应和________反应的过程。 (2)电解池及其构成 ①电解池：将________能转化为________能的装置。 ②电解池的构成：直流电源；有与直流电源相连的________________；________溶液(或________________)；形成________回路。 (3)电解原理 ①电子流向：电源_____极→电解池_____极；电解池的_____极→电源的_____极。 ②离子流向：阳离子→电解池的_____极，阴离子→电解池的_____极。 ③电流方向：电源_____极→电解池_____极→__________溶液→电源_____极→电源的_____极。 (4)电解原理的实验探究 ①实验装置： ②实验步骤：在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极(如图)，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 ③实验现象：通电一段时间可观察到与电源_____极相连的碳棒附近有________产生，并有________________，湿润的淀粉碘化钾试纸变_____，证明产生的气体是________；与电源_____极相连的碳棒底部有________________覆盖。 ④实验结论：CuCl2溶液在电流作用下发生了________变化，分解生成了________。电解过程中_____能转化为________能。电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的________过程。 ⑤电极方程式 阳极：________________。 阴极：________________。 总反应式：________________________。 【答案】(1) 直流电 氧化 还原 (2) 电 化学 两个电极 电解质 熔融态电解质 闭合 (3) 负 阴 阳 正 阴 阳 正 阳 电解质 阴 负 (4) 正 气体 刺激性气味 蓝 氯气 负 红色物质 化学 Cu和Cl2 电 化学 电解 【详解】（1）电解的定义为直流电作用下的氧化还原过程，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应。 （2）电解池与原电池能量转化相反，是将电能转化为化学能的装置；构成需满足4个条件：直流电源、两个电极、可电离产生自由移动离子的电解质（溶液或熔融态）、闭合回路。 （3）电子带负电，仅在导线中移动，从电源负极流向电解池阴极，再从电解池阳极流回电源正极；离子移动遵循异性相吸规律，阳离子向带负电的阴极移动，阴离子向带正电的阳极移动；电流方向与电子流动方向相反，外电路从电源正极流向阳极，溶液中靠离子导电，电流从阳极经电解质溶液流向阴极，最终流回电源负极。 （4）电解溶液时，阳极（连电源正极）优先失电子生成黄绿色、有刺激性气味的，可将氧化为使淀粉试纸变蓝；阴极（连电源负极）优先得电子生成红色单质附着在电极表面;该过程有新物质生成属于化学变化，能量由电能转化为化学能，电解质溶液导电的本质就是阴阳离子定向移动并在电极发生得失电子的电解过程;阳极反应式为；阴极反应式为；总反应式为。 17．（14分）电池有广泛的用途。 (1)依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示。请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。 ②银电极的电极反应式是___________。 (2)高铁电池的总反应为：，请回答下列问题： ①高铁电池的负极材料是___________。 ②放电时，正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。正极电极反应式为___________。 (3)如下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。回答下列问题： ①a极通入的物质为___________(填物质名称)，电解质溶液中的移向___________极(“a”或“b”)。 ②写出此甲烷燃料电池工作时负极的电极反应：___________。 【答案】(1) （或铜） 溶液（或硝酸银溶液） (2) （或锌） 还原 (3) 甲烷 a 【详解】（1）① 根据电池总反应可知，铜失去电子发生氧化反应，作原电池的负极，因此电极X的材料是；银离子在正极得电子发生还原反应，因此电解质溶液Y必须是含有的可溶性盐溶液，通常为溶液； ② 银电极为正极，溶液中的银离子在此得电子析出银单质，发生还原反应，电极反应式为； （2）① 根据高铁电池的总反应可知，放电时的化合价由0价升高到+2价，失去电子发生氧化反应，故负极材料是； ② 放电时，原电池正极发生还原反应；正极上得到电子生成，结合碱性环境，电极反应式为； （3）① 由图可知，a极有电子流出，说明a极为负极，发生氧化反应。在燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，故a极通入的物质为甲烷；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，故移向a极； ② 甲烷在负极失去电子发生氧化反应，在碱性溶液中最终生成碳酸根离子和水，电极反应式为。 18．（14分）Ⅰ．电镀工业往往产生含 、 的含铬废水，排放前须将二者还原为 ，之后再加碱沉淀出 ，经处理后废水中铬的含量显著降低。 (1)化学还原法处理含铬废水 i．向废水中加入 ，将 转变为 ，利用了 的酸性和 __________ 性。 ii．投加生石灰，将 沉淀为 。 (2)常以甲醇燃料电池为电源，采用电解法来处理酸性含铬废水（主要含有 ），其原理如下图所示： ①M 电极的电极反应式为 ________ 。 ②电解池中， 在阴极直接放电，请写出其在阳极被阳极产物还原为 的离子方程式 ___ 。 ③若电解过程中，阳极室每处理掉 0.1 mol 的 ，理论上 N 电极需要通入 ______ （折算为标准状况下）。 ④在实际生产中，废水的 pH 过高或过低均会降低铬的去除率，解释其可能的原因： __________ 。 II．生物电池具有工作时不发热、不损坏电极等优点，不但可以节约大量金属，而且寿命比化学电源长得多，因此越来越受到人们的青睐。某生物电池以葡萄糖(C6H12O6)作原料，在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。 (1)电极b为______(填“正极”或“负极”)，电极a的电极反应类型为________反应。 (2)该生物电池中发生反应的化学方程式为_______________________，当有2 mol H＋通过质子交换膜时，理论上需要标准状况下氧气的体积为__________L。 (3)该电池____(填“能”或“不能”)在高温条件下使用，原因是______________________。 【答案】Ⅰ．(1)还原 (2) CH3OH﹣6e-+H2O=6H++CO2↑ +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 6.72 若废水的pH过高，OH⁻会直接与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀，影响的还原，若pH过低，H+会将Cr(OH)3沉淀溶解，都会降低铬的去除率。 II．(1) 正极 氧化 (2) 2C6H12O6＋O2=2C6H12O7 11.2 (3) 不能 酶在高温条件下会发生变性，失去催化活性 【分析】Ⅰ．氢离子经质子交换膜由M电极区移向N电极区，则M为负极、N为正极，负极上发生氧化反应，甲醇失去电子，生成二氧化碳与氢离子，负极电极反应式为：CH3OH﹣6e-+H2O=6H++CO2↑，以此解题。 II．该生物电池以葡萄糖（）作原料，在电极a上在酶的作用下葡萄糖被氧化为葡萄糖酸（），电极a为负极。在电极b氧气被还原为水，电极b为正极，结合原电池原理分析解答。 【详解】Ⅰ．（1）将转变为，Cr元素化合价降低，得到电子，被还原，因此利用了的酸性和还原性； （2）①M为负极，电极反应式为：CH3OH﹣6e-+H2O=6H++CO2↑； ②电解池溶液里转化为Cr3+，化合价降低共6价，左侧Fe电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2+，酸性条件Fe2+将还原为Cr3+，自身被氧化为Fe3+，化合价升高共1价，化合价升降最小公倍数为6，则的系数为1，Fe2+的系数为6，反应离子方程式为：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O； ③结合方程式+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知，0.1 mol 的 反应可以消耗0.6 mol Fe2+，阳极：，共转移电子，N 电极是正极，反应，则对应消耗氧气的物质的量，标况体积； ④该生产中需要用二价铁将+6价Cr还原为+3价Cr，若废水的pH过高，OH⁻会直接与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀，影响的还原，若pH过低，H+会将Cr(OH)3沉淀溶解，都会降低铬的去除率。 II．（1）电极b为正极，电极a为负极，负极上是葡萄糖在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸（），电极反应为：。 （2）根据图示，葡萄糖在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸，氧气被还原为水，电极反应式为，该生物电池中发生反应的化学方程式为，当有通过质子交换膜时，理论上正极消耗氧气，需要标准状况下氧气的体积为。 （3）酶的主要成分为蛋白质，在高温下，蛋白质会发生变性，失去催化活性，因此该电池不能在高温条件下使用。 19．（13分）图1是一种染料敏化太阳能电池的装置，其一个电极（）由有机光敏染料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成。用该电池给图2装置（Q、R均为惰性电极）供电，将含有、和少量的浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液。 已知：。 回答下列问题： (1)图1电池工作时： ①染料敏化太阳能电池的能量转化形式是将__________能转化为__________能。 ②N电极的电极反应式是_____________________。 ③含、的电解质__________（填“需要”或“不需要”）定期更换，理由是__________________。 (2)图2装置工作时： ①Q电极接图1中的__________（填“M”或“N”）电极；Q电极的电极反应式为______________________。 ②R电极附近溶液的颜色变化为__________________________。 【答案】(1) 光或太阳 电 不需要 M电极的电极反应式为，溶液中，消耗的、生成的与N电极生成的、消耗的相等（合理即可） (2) M 先由无色变成黄色，再变成橙色 【分析】根据图1中电子的流向可知，电子从M极流出，经外电路流入N极，故M极为负极，N极为正极。 图2装置为电解池，目的是将 从混合物浆液中分离出来。在电场作用下，阴离子 应向阳极移动并穿过阴离子交换膜进入右侧极室，因此R极为阳极，Q极为阴极。 【详解】（1）①染料敏化太阳能电池在光照条件下工作，其能量转化形式是将光能转化为电能。 ②N极上发生还原反应， 得电子生成 ，电极反应式为 。 ③电池工作时，负极区 被 氧化为 ，正极区 被还原为 ，两者在电池内部循环转化，总物质的量保持不变，因此不需要定期更换电解质。 （2）①阴极Q极应接电源的负极，即图1中的M极。 Q极室中水电离出的 得电子发生还原反应，电极反应式为 。 ②R极为阳极，水失电子发生氧化反应生成 和 ，使R极附近溶液呈酸性。同时，中间室的 (黄色)通过阴离子交换膜进入R极室，在酸性条件下发生反应 ，转化为橙色的 。R极室初始为无色的 溶液，故R电极附近溶液的颜色变化为先由无色变成黄色，再变成橙色。 学科网（北京）股份有限公司 $