高二化学（人教版）选择性必修一 阶段质量检测（四） 化学反应与电能

阶段质量检测（四）化学反应与电能

（标★题目配有讲评课件.选择题请在答题栏中作答）

一、选择题:本题共15小题.每小题3分，共45分。

1.下列电池工作时在正极放电的是)

2.某学生欲实现Cu+H2soK稀）-CuS04+H2T的反应，设计了四个实验，如图所示。你认

为可行的实验是

3.下列有关电化学原理的说法正确的是()

A.用惰性电极电解MgCL饱和溶液可制得金属镁

B.用惰性电极电解CuCb溶液时，阳极表面生成红色物质

C.在铁钉表面电镀铜时，籽铁钉作阳极，铜作阴极，硫酸铜溶液为电解质溶液

D.用石墨电极电解饱和食盐水的过程中,溶液的pH逐渐增大

4.下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（）

A.碱性氢氧燃料电池的负极反应式:02+2凡0+4。-4OH

B.粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu-2e-C/+

C.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极的电极反应式为2H?O+2e-H2T+2OH

D.在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连，发生电极反应:Fe-26^==Fe2+

5.下列关于金属防护方法的说法不正确的是

A.利用阳极氧化法处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化

B.用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe?:若得到蓝色溶液，证明原溶液中含Fe2+

C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法

D.外加电流，将需要保护的金属作阴极，可以起到防止金属被腐蚀的作用

6.实验室以碳棒为电极电解饱和食盐水的装置如图所示，下列判断正确的是

A.X电极为阳极

B.Y电极上发生氧化反应

C.X电极上有氯气生成

D.通电一段时间,Na+物质的量增大

7.化学电源在口常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是

丙：普通锌铭电池丁：铅酸蓄电池

A.甲:Cu电极附近溶液中H+浓度减小

BZ:正极的电极反应式为Ag2O+2e-H2O^=2Ag+2OH-

C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应，锌筒会变薄

D.丁:放电时负极板的质量减小

8.为探究原电池的构成条件，进行了如卜.两组实验，装置如图1和图2所示，下列说法不正

确的是(

A.图1中电子经导线从Zn移向Cu

B.图1中铜片上发生还原反应

C.图2中铜棒的a处会变粗

D.图2中电流表指针不发生偏转

9.如图所示，将两烧杯川导线如图相连,Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极,当闭合开关后，则

以下叙述正确的是（）

11~~0~.

Pt-?JCuZn4

NaCI溶液稀112so4

A.C电极为电解池的阳极

B.Cu电极附近OH浓度增大

C.Na+移向Pt电极

D.PI电极上有。2生成

10.原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关说法中错误的是（）

A.装置①研究的是金属的析氢腐蚀,Fe上的反应为Fe-2e==Fe2+

B.装置②研究的是电解CuCL溶液,a电极上有黄绿色气体生成

C.装置③研究的是电解饱和食盐水，选用阳离子交换膜

D.三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应

11.中科院长春应用化学研究所团队提出了一种独特的锂-氮（Li-N）电池洪在放电过程中

消耗氮气,充电过程中释放氮气，可实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发

生反应:2Li3NN2+6Li。下列说法不正确的是

A.锂-氮电池为绿色固氮提供了一种可能的途径

B.放电时,Li+由甲电极向乙电极迁移，并在多孔碳布表面生成Li3N

C.充电时，甲接外接电源的正极,发生氧化反应

D.放电时，乙电极上发生的反应为N2+6Li++6e-------2Li3N

12.锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。

该电池采用无毒Znb水溶液作电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电

池，其装置如图所示。下列说法不正确的是（）

用电器

立

a=多

金

孔

属

石

锌

墨电解液储罐

A.M是阳离子交换膜

B.充电时，多孔石墨接外目源的正极

C.充电时，储罐中的电解液导电性不断增强

D.放电时，每消耗1mol后,有1molZr^+生成

13.如图中装置通过控制开关连接K,或可利用太阳能电池电解水制高纯氧。

气体日心JT4气体

__+jk

电

电NiOOH

极

极电极3

12

Ni(OH)?

碱性电解液

下列说法错误的是()

A.制H?时，连接Ki

B.制O?时，电极3的反应:NiOOH+H2O+e=Ni(0H)2+0H-

C.交替连接K,和K2,可使电极3得以循环使用

D.上述过程.若用酸性电解质一样可以实现上述过程

★14.(2024・广西卷深新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解

质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na*后脱嵌。下列说法错误的是()

允许Na.通负载于碳纳

过的隔膜米管的PbSe

A.外电路通过1mol电f时，理论上两电极质量变化的差值为23g

B.充电时，阳极电极反应为Na3V2(PO4)3-Ae--Na37V21Po4)3+xNa+

C.放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变

D.电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换

6(2024.黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔°为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、

反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部

分反应机理为

()HO()

HO()

AXY

HH-onHHH2H+20

下列说法错误的是()

A.相同电量下H?理论产量是传统电解水的1.5倍

B.阴极反应:2H2O+2e^=2OH+H2T

C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动

D.阳极反应:2HCHO-2e+40H2HCOO+2H2O+H21

二、非选择题沐题共4小题.共55分。

16.(13分)某校化学兴趣小组同学，利用下列装置探究pH试纸上的微型电解。

（I）如图，取一条广泛pH试纸，浸润了饱和Na2s04溶液后放置于玻璃片上,取两只回形针

（铁制）夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、6V电池连接好电路。

当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象阳极回形针处很快出现大片红棕

色;阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其pH约为13。

①右端回形针为极（填“阴”或“阳”）;阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是（用电

极反应式表示）o

②推测阳极回形针处出现的红棕色物质可能是（写化学式）。

（2）某小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对pH试纸上的Na6Oa溶液电解,可见阳极与试

纸接触处呈现（填“红”或"蓝”）色圆点，电解Na?S04饱和溶液的实质是

（用方程式表示）。当阴极产生1mol气体时，可加（填物质及物质的质量）使溶液

恢复。

17.（14分）能源短缺是人类面临的重大问题之一。甲醇是一种可再生能源,具有广泛地开

发和应用前景，利用焦炉气中的H?与工业尾气中捕集的CCh制甲醇的总反应可表示为

CO2（g）+3H2（g）-CH3OH（g）+H2O（g）\H=-49kJ-mo『，该反应一般通过如卜步骤来实

现：

①C0?(g)+H2(g)^==CO(g)4-H2O(g)

②CO（g）+2H2（g）^---CH3OH（g）AH2=-90kJmol」

⑴反应①的△"尸kJ-molL

（2）反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是（填字母）。

CO+H2C)+2H2

CO2+3H2CH,OH+H2o

反应过程反应过程

⑶甲醇燃料可替代汽油、柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。已知:在25c和101kPa

下』molCH30H⑴完全燃烧生成CCh(g)和HzO。)时放出的热量为726.5kJ,请写出甲醇

燃烧的热化学方程式

(4)甲醇燃料电池不需要燃料的前期预处理程序，能直接通过特定的方式使甲醇和空气反

应产生电流,已广泛应用于电动车，其工作原理如图，消耗0.1mol甲醇时需要标准状况下

02的体积为.

①质了交换膜②催化层③扩散层④极板流场

(5)电催化还原C02制甲醇是研究的新热点，提高催化剂的性能和甲醇转化的选择性是重

点方向，试验反应系统简图如图,阴极上的电极反应式

为_________________________________________

侦子交换膜

三电极体系电化学催化还原co.

18.(13分)某化学兴趣小纣设计如图所示装置来研究电化学知识。

回答下列问题：

⑴闭合开关K,丙装置将能转化为能。Pt电极的名称(填

“正”“负”“阴”或“阳”)极,石墨电极上的电极反应式为O

(2)乙装置锥形瓶中发生反应的化学方程式

为、；长

颈漏斗的作用是O

(3)若装置气密性良好，乙中反应进行完全，当电路中有0.1mol电子发生转移时，理论上乙

中牛成物质的物质的量浓度为(忽略溶液体积变化)。

(4)某小组在反应进行一段时间后，断开开关K,过一段时间再闭合开关K,发现电流表指针

偏转的方向与开始时不同，出现该现象的原因可能是o

19.(15分)以NaQ为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究

NaCI溶液对钢铁腐蚀的影响。

(1)将滤纸用3.5%的NaQ溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上

加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCI溶液至没过滤纸，操作如下所示：

的酸溶液K3[Fe(CN)61溶液KSCN溶液

\\\

实验

现象局部变红产生蓝色沉淀无变化

①实验i的现象说明，得电子的物质是.

②碳粉的作用是。

③为了说明NaCI的作用，需要补充的对照实验

是。

(2)向如图所示装置的烧杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCI溶液，闭合K,指针未发生偏

转。加热烧杯a,指针向右偏转。

NaCl溶液

①各取a、b中溶液少量，滴加R[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,b中无变化,b中铁片作

极。

②加热后,指针发生偏转的原因可能是o

(3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响,向烧杯a、b中各加入30

mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。

实验ab指针偏转方向

I0.1%0.01%向右

n0.1%3.5%向左

HI3.5%饱和溶液向右

®H中,b中电极发生的电极反应是。

②m中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知:在饱和NaCl溶液中O?浓度较

低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明:o

(4)根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是o

阶段质量检测(四)

1.选B碱性锌镒电池中负极反应为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,正极反应为

MnO2+e+H2O——MnO(OH)+OH,故A错误;酸性氢氧燃料电池负极反应式为H2-2e,—

2H1正极:O2+4H'+4e•—2H碱性氢氧燃料电池负极反应式为H2-2e+2OH--2H2O,

正极:。2+21l2O+4c-401匚故D正确:铅酸蓄电池放电时负极电极反应为Pb-2e+S0i-

+

—PbSOj,正极电极反应为PbO2+2e+4H+S0i----PbSCh+ZHzO,故C错误;银镉电池放

电正极反应为2NiOOH+2H2O+2e----2Ni(OH)2+2OH-.负极反应为Cd+2OH-2e

Cd(0H)2,故D错误。

2.选C铜为不活泼金属与稀硫酸不反应.要完成反应Cu+H2soM稀)CuSOj+Hzf,应

设计成电解池,且铜为阳极，电解质溶液为硫酸,B、D是原电池.故错误,A中铜作阴极，故A

错误,C正确。

3.选DH+的氧化性强于Mg2+用惰性电极电解MgCL饱和溶液，阴极上水电离的H欣电

生成田,不能制得金属镁,A错误:用惰性电极电解CuCb溶液、阴极上C/-放电生成红色的

铜,B错误;铁钉表面电镀铜,将铁钉作阴极，铜作阳极C错误:用石墨电极电解饱和食盐水,

电解

电池总反应式为2NaQ+2H2。ZNaOH+FhT+CLT，由于生成NaOH,溶液的碱性增强,pH

逐渐增大,D正确。

4.选C在碱性氢氧燃料电池中,通入燃料H2的电极为负极，负极的电极反应式为

H2-2e+2OH-2H2O,A错误;粗铜精炼时，与电源正极相连的电极是阳极,阳极材料是粗

铜，阳极的电极反应式主要为Cu-2e—CU2+,B错误:用惰性电极电解彻口食盐水时阴极

上H20电离产生的H+得到电子生成见,则阴极的电极反应式为2H2O+2e—

H2f+2OHC正确;在铁制品上镀银时,铁制品与电源负极相连作阴极，发生电极反

应:Ag"e•-Ag,D错误。

2

5.选B利用阳极氧化法处理铝制品的表面.阳极的电极反应式为2Al+3O-6eA12O3,

使之形成致密的氧化膜而钝化;检验亚铁离子加入KKFe(CN川溶液.若生成蓝色沉淀.则

证明原溶液中含Fe?+：轮船在船壳水线以下常装有一些锌块与铁构成原电池.铁作为原电

池的正极，锌作为原电池的负极利用了牺牲阳极法;外加电流法，将需要保护的金属与电

源的负极相连作为电解池的阳极,可以起到防止金属被腐蚀的作用。

6.选BX与电源负极相连,作阴极，故A错误;Y与电源正极相连,作阳极，阳极失电子发生

氧化反应.故B正确;X电极上发生反应:2比0+2。•——H2T+2OH,生成氢气，故C错误钠离

子氧化性比氢离子弱，因此在水溶液中不参与电极放电.其物质的量不变，故D错误。

7.选D锌作负极.铜作正极，氢离子在正极得电子生成氢气.因此铜电极附近氢离子浓度

减小,A正确:锌银纽扣电池中氧化银得电子作正极,电极反应式为Ag2O+2e-4-H2O

2Ag+2OH,B正确:普通锌铳电池中锌筒作负极.锌失电子生成锌离子,锌被消耗.锌筒变

薄,C正确:放电时铅作负极,失电子生成Pb2+,Pb2+又会与SOt结合生成PbSO4固体覆盖在

负极表面.负极质量增加.D错误。

8.选D图1中构成原电池,Zn为负极，失去电子,电子经导线从Zn移向Cu,A正确;图1

中Zn为负极，失去电子，铜片上铜离子得到电子生成铜,发生还原反应.B正确:图2中构成

Zn-Cu-CuSO」原电池.而铜棒构成了电解池铜棒的a极为阴极铜离子得到电子生成铜.a

处会变粗,C正确:图2中两成Zn-Cu-CuSOj原电池.而铜棒构成了电解池.电流表指针发

生偏转,D错误。

9.选B当闭合开关后.右边装置中锌和稀硫酸能自发地进行氧化还原反应.且锌和碳棒

是活泼性不同的导体，所以右边装置构成了原电池，其中Zn是负极,C是正极;左边装置则

是有外加电源的电解池，其Pt是阳极,Cu是阴极。据分析C电极为原电池的正极,A项错

误:Cu电极是电解池的阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气.同时铜电极附近产生OH,所

以随着反应的进行，铜电极附近OH-浓度增大,B项正确:电解池中阳离子向阴极移动所以

Na,向铜电极移动,C项错误:粕作电解池的阳极，阳极上氯离子放电生成氯气,D项错误。

10.选A装置①中NaCl溶液是中性的.铁发生吸氧腐饨,A项错误;装置②是电解池.a为

阳极,发生氧化反应，电极反应为2CI-2e-CL3得到黄绿色气体,R项正确:装置③研究

的是电解饱和食盐水为防止0H-扩散至阳极与CL反应所以选用阳离子交换膜,C项正

确:原电池中发生的反应是自发的氧化还原反应，装置②③中的反应也是氧化还原反应,D

项正确。

11.选C锂-氮电池放电时消耗N2,充电时释放N2.实现了N2的循环、为绿色固氮提供了

一种可能的途径,A正确;放电时，甲电极为负极,乙电极为正极.Li+向正极即乙电极迁移.并

在多孔碳布表面生成Li3N,B正确:放电时,甲电极发生氧化反应,充电时，甲接外接电源的

负极，发生还原反应,C错误;乙电极上发生的反应为N2+6e+6Li+—2Li3N,D正确。

12.选C根据题知左侧金属锌作负极，放电时,Z/+通过离子交换膜移向正极，故M是阳离

子交换膜.故A正确;充电时,多孔石墨作阳极,发生氧化反应，才能使电池恢复原状,所以接

外电源的正极、故B正确:充电时，阳极发生的反应为3I-2e•—I鼠阴极发生的反应为

Zn2++2eZn.故储罐中的电解液导电性不断减弱.故C错误:放电时、正极发生还原反

应-3r.故每消耗1molI1有ImolZn?+生成，故D正确。

13.选D闭合跖、断开电极I为电解池阴极,发生反应为2H2O+2e-——H*+2OH:

电极3为阳极，发生反应为Ni(OH)2+OH-e——NiOOH+HbO;闭合后、断开电极3为

电解池阳极，发生反应为NiOOH+HzO+c-—Ni(OH)2+OH,电极2为阳极，发生反应为

4OH-4e———。2廿2H20。结合分析可知，制此时,连接KhA正确:制Oz时，电极3的反应

为NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH,B正确:交替连接K,和七,可使电极3得以循环使

用C正确;Ni(OH)2、NiOOH均溶于酸.故若用酸性电解质不可以实现题述过程.D错误。

14.选A外电路通过1mol电子时,负极上1molNa用兑嵌,质量减少23g.正极上1molNa+

嵌入，质量增加23g,两电极质量变化的差为46g,A项错误:充电时阳极上发生反应

+

Na.M(PO4)3-xe---Na3..vV2(PO4)3^vNa,B项正确:放电时电池的总反应方程式为

xNa+Na37V2(PO4)3——Na3V2(PO4)3,电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变,C项正确:Na

能与水反应，电解质溶液不能用NaPFe的水溶液替换,D项正确。

15.选A传统电解水过程中每转移4mol已可制得2mol凡耦合HCHO高效制H2过程

中每转移4mole：阴、阳极均可产生2mol氢气,则相同电量下比理论产量是传统电解水

的2倍,A错误;由装置图知.b为阳极.a为阴极.在阴极区阳离子放电.则阴极的电极反应为

2H2O+2e—20H-+H2tB正确;综合装置图中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中

阴离子向阳极移动知.0H-通过阴离子交换膜向b极区移动,C正确:由反应机理知,D正确。

16.解析:该装置为电解池，右端回形针(铁制)与电源的正极相连作阳极，发生腐蚀:Fc-2c-

Fe?+再发生一系列反应生成红棕色物质Fe2O3；左端回形针与电源负极相连作阴极，发

生反应为2H2O+2e-——H2T+2OH。(1)①由分析可知右端回形针为阳极:阴极试纸上出现

大片蓝紫色的原因是2H2O+2eH2T+2OH使溶液中氢氧根离子浓度增大,阴极附近呈

碱性试纸变为蓝紫色;②由分析知阳极回形针处出现的红棕色物质可能是Fe2O3；(2)某小

组同学另取两根铅笔芯作为电极,对pH试纸上的Na?SOj溶液电解.实质是电解水:2比0

电解

2H2T+02印日极水电离的氢氧根发生反应生成氧气，氢离子浓度增大,显酸性使与试

纸接触处呈现红色圆点。2mol即36g水发生电解会生成2mol氢气、故当阴极产生Imol

气体时，可加18g水使溶液恢复。

答案：(1)①阳2H2O+2e-H2T+2OH②FezCh

电斛

⑵红2H2。-2H2f+O2T18g水

17.解析:⑴设③CCh(g)+3H2(g)—CH30H(g)+H?O(g)\H=-49kJ-mo『.根据盖斯定律

可知，①二③-②.则△”尸(-49kJmol'H-90kJmo-)=+41kJmo吐⑵根据第⑴问分析，总

反应是放热反应.且第一步是吸热反应,符合条件的为A、C,再结合反应①为慢反应则其

活化能较大，则符合要求的为A;⑶根据题意可知甲醇燃烧的热化学方程式为

2cH30H⑴+3Ch(g)—2CO2(g)+4H2O(l)AH=-1453Umol」;(4)甲醇燃料电池负极反应

为CH3OH+H2O-6eC(M+6H•，则消耗0.1mol甲醇时，会转移0.6mol电子，需要氧气

竺粤=0.15mol,标况下体积为3.36L;⑸由图可知在阴极二氧化碳得到电子生成甲醇.电

极反应式为CO2+6H'+6e—CH3OH+H2O。

1

答案：(l)+41(2)A(3)