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章末測評驗收卷(四)
(滿分：100分)
一、選擇題(本題共15小題，每小題4分，共60分。每小題只有一個選項符合題意)
1.“烏銅走銀”是我國非物質文化遺產之一。匠人以銅為胎，將氧化變黑的銀絲(Ag2S)嵌入銅器表面已鏨刻好的花紋內，然后用汗濕的手邊捂邊揉搓銅器，使銅胎變得烏黑，銀絲變得光亮，呈現出黑白分明的裝飾效果。下列敘述正確的是(　　)
A.揉搓工序中電子從銅器經汗液流向銀絲
B.銅作為原電池的負極發生了吸氧腐蝕
C.銅和銀均不活潑，在任何條件下都不能形成原電池
D.用鐵絲代替銀絲，銅器不會變黑
答案　D
解析　部分氧化的銀絲鑲嵌于銅器表面，藝人用手邊捂邊揉搓銅器，銅表面逐漸變黑，銀絲變得銀光閃閃，構成原電池的反應，銀絲發生還原反應，氧化銀轉化為單質銀，揉搓工序中電子從銅器經接觸部分相當于原電池的導線流向銀絲，不能進入溶液，A錯誤； 銅作為原電池的負極發生了氧化而腐蝕，B錯誤；在金屬活動順序表中，金屬位置越靠前，越容易失去電子，銅排在銀的前面，銅的金屬活動性大于銀，在一定條件下能形成原電池，C錯誤；用鐵絲代替銀絲，鐵的活潑性強于銅，構成原電池的反應，鐵為負極發生氧化反應，銅得到保護，因此銅不會變黑，D正確。
2.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑，腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.腐蝕過程中，負極是Fe，發生電極反應：Fe－3e－===Fe3＋
B.Fe失去電子經電解質溶液轉移給C
C.多孔鐵銹的主要成分是Fe(OH)3
D.C是正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
答案　D
解析　腐蝕過程中，負極是Fe，發生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，A項錯誤；原電池中電子沿外導線從負極流向正極，不能通過電解質溶液，電解質溶液中是離子的定向移動形成閉合回路，B項錯誤；多孔鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O，C項錯誤；C是正極，正極電極反應是溶液中氧氣得到電子發生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項正確。
3.某氫氧燃料電池工作如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.此電池反應為自發的氧化還原反應
B.電極b表面反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.電池工作過程中K＋向負極遷移
D.氫氧燃料電池將化學能轉化為電能的轉化率高于火力發電，提高了能源利用率
答案　C
解析　此電池為原電池原理，反應為自發的氧化還原反應，A正確；電極b為正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正確；原電池工作時，陰離子向負極移動，K＋移向正極，C錯誤；氫氧燃料電池將化學能轉化為電能，能量損失少，轉化率高于火力發電，提高了能源利用率，D正確。
4.下列說法不正確的是(　　)
A.在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連
B.反應Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可設計成電解池實現
C.鍍層破損后，馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易被腐蝕
D.鋼鐵電化學腐蝕分為吸氧和析氫腐蝕，主要區別在于水膜的酸性不同，引起的正極反應不同
答案　A
解析　電鍍時，鍍件作陰極，與電源的負極相連，A錯誤；Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑是氧化還原反應，但是不是自發的氧化還原反應，可設計成電解池實現，B正確；金屬性是Zn>Fe>Sn，因此鍍層破損后，馬口鐵中鐵為負極被腐蝕，白鐵中鐵為正極被保護，則馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易被腐蝕，C正確；極弱酸性或中性下發生吸氧腐蝕，酸性較強時發生析氫腐蝕，D正確。
5.(2024·南充閬中中學高二月考)有關下列裝置的說法不正確的是(　　)
A.圖1所示不能構成原電池
B.圖2鋅錳干電池屬于一次電池，鋅作負極
C.圖3是“紙電池”，Zn片失去電子，發生氧化反應
D.圖4電池Al電極反應式為Al－3e－＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋
答案　D
解析　圖1所示裝置沒有形成閉合回路，不能構成原電池，故A正確；鋅錳干電池，鋅筒作負極，發生氧化反應被消耗，電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，石墨棒作正極，B正確；Zn比Cu活潑，鋅片做負極，Zn片失去電子，發生氧化反應，C正確；由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉反應易失去電子而作負極，鎂作正極，其負極反應式為Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，D錯誤。
6.某小組進行電化學研究， 甲同學設計如圖的原電池裝置，乙同學利用甲設計的裝置及提供的藥品與材料，不能完成的實驗是(　　)
A.在石墨電極上鍍鋅
B.設計一個新的原電池
C.使甲同學的正極變為負極
D.使鋅電極受到保護
答案　A
解析　因為只有硫酸銅和硝酸銀2種電解質溶液，并且銅離子和銀離子的氧化性都比鋅離子強，所以不可能在石墨電極上鍍鋅，A符合題意；可將鋁、石墨和硝酸銀組成一個新的原電池，B不符合題意；原電池中，鋅做負極，銅作正極，若將鋅換成石墨，電解質溶液換成硝酸銀溶液時，即銅變成負極，C不符合題意；將原電池裝置中的銅改為鋁，鋅與鋁組合形成原電池，鋅作正極被保護，D不符合題意。
7.某種鋰離子二次電池的總反應為FePO4(s)＋Li(s)LiFePO4(s)，裝置如圖所示：
a極材料為金屬鋰和石墨的復合材料。下列說法錯誤的是(　　)
A.圖中e－及Li＋移動方向說明該電池處于放電狀態
B.該電池可選擇含Li＋的水溶液作離子導體
C.充電時，a極連接外接電源的負極
D.充電時，b極電極反應為LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4
答案　B
解析　鋰為負極，電子由負極經導線流向正極，根據e－及Li＋移動方向，說明該電池處于放電狀態，A正確；鋰能與水反應，該電池不能選擇含Li＋的水溶液作離子導體，故B錯誤；放電時，a為負極、b為正極，充電時，a作陰極，a極連接外接電源的負極，故C正確；充電時，b是陽極失電子發生氧化反應，b極電極反應為LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，D正確。
8.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成安全風險。如圖是氟離子電池工作示意圖，其中充電時F－從乙電極流向甲電極，下列說法正確的是(　　)
A.放電時，甲電極上的反應為Bi－3e－＋3F－===BiF3
B.放電時，電子的流向：乙→電解質溶液→甲
C.充電時，導線上每通過1 mol e－，甲電極質量減少19 g
D.充電時，外加電源的正極與甲電極相連
答案　D
解析　放電時，甲電極為原電池的正極，氟化鉍在正極得到電子發生還原反應生成鉍和氟離子，電極反應式為BiF3＋3e－===Bi＋3F－，A錯誤；放電時，甲電極是正極、乙電極是負極，電子的流向為：乙→導線→甲，電解質溶液不能傳遞電子，B錯誤；甲電極是電解池的陽極，氟離子作用下鉍在陽極失去電子發生氧化反應生成氟化鉍，電極反應式為Bi－3e－＋3F－===BiF3，則導線上每通過1 mol電子，甲電極質量增加19 g，C錯誤；甲電極是與直流電源正極相連的電解池的陽極，D正確。
9.(2024·棗莊薛城區、滕州市高二期中)利用熱再生氨電池可實現CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是(　　)
A.甲室Cu電極為負極
B.隔膜為陽離子膜
C.電池總反應為Cu2＋＋SO===CuSO4
D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢不產生影響
答案　A
解析　甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作，通入氨氣的電極為原電池負極，電極反應Cu－2e－===Cu2＋，通入氨氣發生反應Cu2＋＋4NH3??[Cu(NH3)4]2＋，右端為原電池正極，電極反應Cu2＋＋2e－===Cu，中間為陰離子交換膜。放電時，甲室的銅電極棒不斷溶解，發生氧化反應：Cu－2e－===Cu2＋，所以放電時，甲室Cu電極為負極，A正確；在原電池內電路中陽離子向正極移動，如隔膜為陽離子交換膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入NH3要消耗Cu2＋，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，B錯誤；放電時，負極和正極的反應分別為Cu－2e－===Cu2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，向甲室加入足量氨水后，發生反應Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，故電池總反應：Cu2＋＋4NH3??[Cu(NH3)4]2＋，C錯誤；NH3擴散到乙室，與乙室中的Cu2＋反應，降低了乙室中Cu2＋的濃度，將對電池電動勢產生影響，D錯誤。
10.一種監測空氣中甲醛含量的燃料電池傳感器如圖。下列說法正確的是(　　)
A.M極為電池的負極，發生還原反應
B.N極的電極反應式為HCHO－4e－＋2OH－===CO＋4H＋
C.傳感器工作過程中，OH－移向M極
D.當電路中轉移4×10－4 mol電子時，消耗3.2 mg O2
答案　D
解析　氧氣得電子，M為正極，發生還原反應，A錯誤；N極是負極，發生失去電子的氧化反應，故電極反應為HCHO－4e－＋6OH－===CO＋4H2O，B錯誤；傳感器工作時，OH－移向負極(N極)，C錯誤；傳感器工作過程中，1 mol氧氣轉移4 mol電子，故當電路中轉移4×10－4 mol電子時，消耗1×10－4 mol氧氣，即3.2 mg O2，D正確。
11.我國科學家研究出一種可充電NaZn雙離子電池體系(如圖)。已知放電時是Zn到[Zn(OH)4]2－的變化。下列說法不正確的是(　　)
A.打開K2，閉合K1，此裝置將化學能轉化為電能
B.打開K2，閉合K1，正極發生還原反應
C.打開K1，閉合K2，a為電源負極
D.打開K1，閉合K2，Zn極附近溶液的堿性減弱
答案　D
解析　打開K2，閉合K1，裝置為原電池，原電池中化學能轉化為電能，正極得電子，發生還原反應，A、B正確；打開K2，閉合K1，裝置為原電池，放電時是Zn到[Zn(OH)4]2－的變化，鋅元素化合價升高，失電子，鋅作負極，打開K1，閉合K2，裝置為電解池，鋅作陰極，則電源a為負極，鋅電極反應式為[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，生成氫氧根離子，溶液堿性增強，C正確、D錯誤。
12.科學家設計了一種能產生羥基自由基(·OH)的原電池—電解池組合裝置，·OH能將苯酚(C6H5OH)氧化為CO2和H2O，實現發電、環保二位一體，原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.a極為正極，工作時如果NaCl溶液濃度降低，N為陰離子交換膜
B.d極的電極反應式為H2O－e－===·OH＋H＋
C.a極區每產生1 mol Cr(OH)3，C 極區溶液質量減輕3 g
D.b極區消耗1 mol C6H5OH，理論上電路中轉移電子28 mol
答案　C
解析　Ⅰ室化合價降低，得電子，發生還原反應，因此a極為正極，b極為負極，c極為陰極，d極為陽極；Ⅱ室中Na＋、Cl－數目都減小，說明離子從Ⅱ室向Ⅰ室和Ⅲ室移動，由于陰離子移向負極(b極)，陽離子移向正極(a極)，因此N和M分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜，A正確；根據圖中信息可知，d極上發生的電極反應式為H2O－e－===·OH＋H＋，B正確；a極每產生1 mol Cr(OH)3，轉移3 mol電子，c極上的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1.5 mol H2，與此同時，有3 mol H＋從陽極室透過質子交換膜進入陰極室，因此c極區溶液質量不變，C錯誤； 根據苯酚被·OH氧化生成二氧化碳，故消耗1 mol C6H5OH，理論上電路中轉移電子28 mol，D正確。
13.微生物電解池(MEC)作為一種新的CO2再利用技術，可通過將電活性微生物與電化學刺激相結合的方式，將CO2轉化為低碳燃料CH4，從而實現CO2固定和能量回收，下列說法正確的是(　　)
A.直流電源a極是負極，發生氧化反應
B.N極上的電極反應為CO2＋8e－＋6H2O===CH4＋8OH－
C.在電解過程中H＋從N極向M極移動
D.電活性微生物可以加快電子轉移
答案　D
解析　由圖可知，該裝置為電解池，在微生物作用下有機物在M極失去電子發生氧化反應生成二氧化碳，M極為陽極，與陽極相連的直流電源a為正極，A錯誤；與負極b極相連的N電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發生還原反應生成甲烷和水，電極反應式為CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，B錯誤；由圖可知，M極為電解池的陽極、N電極為陰極，則在電解過程中氫離子從M極向N極移動，C錯誤；電活性微生物可以使有機物被氧化的反應速率加快，從而加快電子轉移，D正確。
14.(2023·永州高二質檢)可充電水系ZnCO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如下圖所示，其中雙極膜是由陽膜和陰膜制成的復合膜，在直流電場的作用下，雙極膜復合層間的H2O電離出的H＋和OH－可以分別通過膜移向兩極。下列說法不正確的是(　　)
A.放電時，電極a為負極，發生氧化反應
B.放電時，b極的電極反應為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
C.充電時，若電路中通過1 mol e－，則有0.5 mol的CO2生成
D.充電時，雙極膜中水電離出的H＋向b極移動，OH－向a極移動
答案　D
解析　放電時a極上Zn轉變為Zn(OH)，則a極作負極，發生氧化反應，A正確；放電時，b極為正極，二氧化碳在酸性條件下生成甲酸，電極反應為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，B正確；充電時，HCOOH－2e－===CO2＋2H＋，若電路中通過1 mol e－，則有0.5 mol HCOOH轉化為0.5 mol的CO2，C正確；充電時，a極為陰極、b極為陽極，則雙極膜中水電離出的H＋向a極移動，OH－向b極移動，D錯誤。
15.利用濃差電池為電源，石墨做電極處理堿性氨廢水同時得到高純氫氣的裝置如圖所示，甲、乙中分別盛有200 mL 0.5 mol/L和200 mL 3.0 mol/L的CuSO4溶液。下列說法錯誤的是(　　)
A.a為負極
B.隔膜均為陰離子交換膜
C.c極電極反應式為2NH3·H2O－6e－＋6OH－===N2↑＋8H2O
D.當濃差電池停止放電時，理論上可得到標準狀況下2.8 L的H2(忽略溶液體積變化)
答案　D
解析　濃差電池是利用物質的濃度差產生電池的一種裝置，將兩個完全相同的電極浸入兩個溶質相同但濃度不同的電解質溶液中構成的濃差電池，稱為雙液濃差電池，該濃差電池最終交換膜兩側硫酸銅溶液濃度相等，甲、乙中分別盛有200 mL 0.5 mol·L－1和200 mL 3 mol·L－1的CuSO4溶液，即隔膜左側溶液c(CuSO4)要增大，右側c(CuSO4)要減小，故隔膜左側銅極溶解，c(Cu2＋)增大；隔膜右側銅極析出銅，c(Cu2＋)減小，即a極為負極，發生反應Cu－2e－===Cu2＋；b極為正極，發生還原反應，Cu2＋＋2e－===Cu，SO由乙池向甲池遷移，右側為電解池，電極c為陽極，發生氧化反應，電極反應為2NH3·H2O－6e－＋6OH－===N2＋8H2O，電極d為陰極，發生還原反應，OH－由右側向左側遷移，隔膜為陰離子交換膜。當濃差電池停止放電時，兩側濃度相同，轉移＝0.25 mol硫酸根離子，轉移電子數為0.5 mol，對應氫氣標準狀況下的體積為0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L，D錯誤。
二、非選擇題(本題共3小題，共40分。)
16.(12分)研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現實意義。
(1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實驗，導管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現象的有________(填序號)。
A.用純氧氣代替試管內空氣
B.用酒精燈加熱試管提高溫度
C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末
D.換成更細的導管，水中滴加紅墨水
(2)該小組將甲圖裝置改進成乙圖裝置并進行實驗，導管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據數據判斷腐蝕的速率隨時間逐漸________(填“加快”“不變”“減慢”)，你認為影響因素為__________________________________。
時間/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)為探究鐵釘腐蝕實驗a、b兩點所發生的反應，進行以下實驗，請完成表格空白：
實驗操作 實驗現象
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞指示劑 a點附近溶液出現紅色
然后再滴加2～3滴②________ b點周圍出現藍色沉淀
根據以上實驗探究，試判斷________(填“a”或“b”)為負極，該點腐蝕更嚴重。
(4)金屬陽極鈍化是一種電化學防腐方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，一定條件下Fe鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫出該陽極電極反應式
__________________________________________________________。
答案　(1)ACD　(2)減慢　氧氣的濃度
(3)鐵氰化鉀溶液　b
(4)3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋
解析　(1)用純氧氣代替試管內空氣，氧氣的濃度增大，反應速率加快，A正確；用酒精燈加熱試管提高溫度，試管內氣體受熱壓強增大，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，B錯誤；將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末，增大反應物的接觸面積，反應速率加快，C正確；換成更細的導管，水中滴加紅墨水，細導管上升的高度大于玻璃導管，且紅墨水現象更明顯，D正確。(2)液柱高度變化值與鐵腐蝕的速率成正比，分析2 min時間內液柱高度變化值即可判斷腐蝕的速率變化，1 min～3 min、3 min～5 min、5 min～7 min、7 min～9 min時間段液柱上升高度分別為：1.3 cm、0.9 cm、0.7 cm、0.5 cm，故鐵腐蝕的速率逐漸減慢；由于鐵的銹蝕是鐵與氧氣、水的反應，反應過程中不斷消耗氧氣，容器內氧氣的濃度不斷減小，反應速率逐漸減慢，相同時間內液柱上升的高度逐漸變小。(3)鐵釘的吸氧腐蝕中，滴有酚酞的a點附近出現紅色，則產生氫氧根離子，b點則為Fe失電子生成Fe2＋，b點周圍出現藍色沉淀說明加入鐵氰化鉀驗證Fe2＋的存在，b點做電池的負極，腐蝕更嚴重。(4)陽極為Fe，Fe失電子生成Fe3O4，根據得失電子守恒和電荷守恒配平電極反應為3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋。
17.(14分)(2024·北京豐臺區高二期中)電化學原理在能量轉換、物質制備、防止金屬腐蝕等方面應用廣泛。
(1)下圖是常見電化學裝置圖
① 負極材料為Zn，其在此裝置中的作用是________________________
__________________________________________________________。
② 若用一根銅絲代替鹽橋插入兩燒杯中，電流計指針也發生偏轉，推測：其中一個為原電池，一個為電解池，寫出a端發生的電極反應__________________________________________________________。
(2)如圖探究金屬Fe是否腐蝕的示意圖
在培養皿中加入一定量的瓊脂和飽和NaCl溶液混合，滴入5～6滴酚酞溶液，混合均勻，將纏有銅絲的鐵釘放入培養皿中。溶液變紅的部位為________端(填“左”或“右”)，結合化學用語解釋變紅的原因______________________
__________________________________________________________。
(3)下圖是氯堿工業電解飽和NaCl溶液的示意圖
①電解飽和NaCl溶液的化學方程式是________________________
__________________________________________________________。
② NaOH溶液從________(填“b”或“c”)口導出。結合化學用語解釋NaOH在此區域生成的原因______________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
③電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)我國科學家通過電解，從海水中提取到鋰單質，其工作原理如圖所示。
①金屬鋰在電極________(填“A”或“B”)生成，發生的是________(填“氧化”或“還原”)反應。
②陽極產生兩種氣體單質，電極反應式分別是
__________________________________________________________；
__________________________________________________________。
答案　(1)①做還原劑(或失電子)，失電子的場所，電子導體，(任意兩點即可)　②Cu － 2e－===Cu2＋
(2)左　銅、鐵和溶液構成原電池，銅為正極，發生吸氧腐蝕，反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使左端附近溶液c(OH－) > c(H＋)，溶液呈堿性
(3)①2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑　②c　c口為陰極區，陰極發生反應：2H2O＋2e－===O2 ↑＋2OH－，OH－在陰極生成，陽極的Na＋通過陽離子交換膜進入陰極，因此NaOH在c口導出　③Cl2＋H2O??HCl＋HClO，用鹽酸控制陽極的pH，增大氫離子濃度，平衡逆向移動，有利于氯氣逸出收集　(4)①A　還原　②2H2O － 4e－===O2↑＋4H＋　2Cl－－ 2e－===Cl2 ↑
解析　(1)①該圖裝置為原電池，Zn易失電子作負極發生氧化反應、電子經鋅和導線流向Cu極，Cu作正極，正極上銅離子得電子發生還原反應。負極材料為Zn，即Zn做還原劑(或失電子)，失電子的場所，同時Zn也能導電，可以作為電子導體；②若用一根銅絲代替鹽橋插入燒杯，右側燒杯中a電極反應為Cu － 2e－===Cu2＋；(2)銅、鐵和溶液構成原電池，銅為正極，整個體系中發生Fe的吸氧腐蝕，正極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使左端附近溶液中，c(OH－)>c(H＋)，溶液呈堿性，所以銅端變紅；(3)①電解飽和NaCl溶液時，陽極氯離子被氧化為氯氣，陰極水電離出的氫離子被還原生成氫氣，同時產生氫氧根離子，化學方程式是2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；②由電源可知，與負極相連的為陰極，c口為陰極區，陰極發生反應：2H2O＋2e－===O2↑＋2OH－，OH－在陰極生成，陽極的Na＋通過陽離子交換膜進入陰極，因此NaOH在c口導出； ③陽極產生的氯氣會和水發生反應，存在如下平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，用鹽酸控制陽極的pH，增大氫離子濃度，平衡逆向移動，有利于氯氣逸出收集；(4)①Li＋得到電子發生還原反應轉化為鋰單質，根據圖示電子流向分析可知A極得到電子，所以金屬鋰在A電極生成，發生的是還原反應；②陽極上失電子發生氧化反應，且陽極附近主要含有OH－和Cl－等，陽極產生兩種氣體單質，則陽極對應的電極反應式分別是2H2O － 4e－===O2↑＋4H＋、2Cl－－ 2e－===Cl2 ↑。
18.(14分)(2024·邯鄲永年區高二期中聯考)圖中甲池的電池總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O，回答下列問題：
(1)甲池中的能量轉化形式主要是________，其發生氧化反應的電極上的電極反應式為__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)常溫下，乙池中CuSO4溶液的體積為0.04 L，甲池中通入標準狀況下22.4 mL的O2時，乙池中CuSO4溶液的pH為________(忽略溶液體積變化)。
(3)要使乙池恢復到電解前的狀態，應向溶液中加入適量的________(填字母)。
A.CuO B.Cu(OH)2
C.CuCO3 D.CuSO4
(4)若將乙池中兩個電極改成等質量的Fe和Cu，實現在Fe上鍍Cu，當甲中消耗1.6 g N2H4時，乙池中兩個電極質量差為________ g。
(5)已知：2H＋＋2CrO(黃色)??Cr2O(橙色)＋H2O。利用膜電解技術(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應方程式為4Na2CrO4＋4H2O2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑，則Na2Cr2O7在________(填“陰”或“陽”)極室制得，電解時通過膜的離子主要為________(填離子符號)。
答案　(1)化學能轉化為電能　N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
(2)1　(3)AC　(4)12.8　(5)陽　CrO
解析　(1)由分析可知，甲池為化學能轉化為電能的肼燃料電池，通入肼的左側電極為燃料電池的負極，堿性條件下肼在負極失去電子發生氧化反應生成氮氣和水，電極反應式為N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O；(2)由得失電子數目守恒可知，甲池中通入標準狀況下22.4 mL氧氣時，乙池中生成氫離子的物質的量為×4＝4×10－3 mol，則溶液中氫離子濃度為＝0.1 mol/L，則溶液pH為1；(3)乙池為電解硫酸銅溶液的電解池，電解總反應為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，由方程式可知，加入氧化銅或碳酸銅可以使電解生成的硫酸轉化為物質的量比為1∶1的硫酸銅和水，則若要使電解質溶液恢復至原狀態應向溶液中加入適量的氧化銅或碳酸銅，故選AC；(4)若要在乙池實現在鐵上鍍銅，則左側陽極為銅電極，右側陰極為鐵電極，由得失電子數目守恒可知，當甲中消耗1.6 g肼時，銅電極消耗銅的質量和鐵電極生成銅的質量均為×2×64 g/mol＝6.4 g，則兩個電極質量差6.4 g＋6.4 g＝12.8 g；(5)由4Na2CrO4＋4H2O2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，電解過程中實質是電解水，陽極上水失去電子生成H＋和O2，陰極上H＋得到電子生成H2，由2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O可知，Cr2O在氫離子濃度較大的電極室中制得，即Na2Cr2O7在陽極室產生；電解過程中陰極產生OH－，NaOH在陰極生成，所以為提高制備Na2Cr2O7的效率，CrO通過離子交換膜移向陽極。章末測評驗收卷(四)
(滿分：100分)　
一、選擇題(本題共15小題，每小題4分，共60分。每小題只有一個選項符合題意)
1.“烏銅走銀”是我國非物質文化遺產之一。匠人以銅為胎，將氧化變黑的銀絲(Ag2S)嵌入銅器表面已鏨刻好的花紋內，然后用汗濕的手邊捂邊揉搓銅器，使銅胎變得烏黑，銀絲變得光亮，呈現出黑白分明的裝飾效果。下列敘述正確的是(　　)
揉搓工序中電子從銅器經汗液流向銀絲
銅作為原電池的負極發生了吸氧腐蝕
銅和銀均不活潑，在任何條件下都不能形成原電池
用鐵絲代替銀絲，銅器不會變黑
2.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑，腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是(　　)
腐蝕過程中，負極是Fe，發生電極反應：Fe－3e－===Fe3＋
Fe失去電子經電解質溶液轉移給C
多孔鐵銹的主要成分是Fe(OH)3
C是正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
3.某氫氧燃料電池工作如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
此電池反應為自發的氧化還原反應
電極b表面反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
電池工作過程中K＋向負極遷移
氫氧燃料電池將化學能轉化為電能的轉化率高于火力發電，提高了能源利用率
4.下列說法不正確的是(　　)
在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連
反應Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可設計成電解池實現
鍍層破損后，馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易被腐蝕
鋼鐵電化學腐蝕分為吸氧和析氫腐蝕，主要區別在于水膜的酸性不同，引起的正極反應不同
5.(2024·南充閬中中學高二月考)有關下列裝置的說法不正確的是(　　)
圖1所示不能構成原電池
圖2鋅錳干電池屬于一次電池，鋅作負極
圖3是“紙電池”，Zn片失去電子，發生氧化反應
圖4電池Al電極反應式為Al－3e－＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋
6.某小組進行電化學研究， 甲同學設計如圖的原電池裝置，乙同學利用甲設計的裝置及提供的藥品與材料，不能完成的實驗是(　　)
在石墨電極上鍍鋅
設計一個新的原電池
使甲同學的正極變為負極
使鋅電極受到保護
7.某種鋰離子二次電池的總反應為FePO4(s)＋Li(s)LiFePO4(s)，裝置如圖所示：
a極材料為金屬鋰和石墨的復合材料。下列說法錯誤的是(　　)
圖中e－及Li＋移動方向說明該電池處于放電狀態
該電池可選擇含Li＋的水溶液作離子導體
充電時，a極連接外接電源的負極
充電時，b極電極反應為LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4
8.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成安全風險。如圖是氟離子電池工作示意圖，其中充電時F－從乙電極流向甲電極，下列說法正確的是(　　)
放電時，甲電極上的反應為Bi－3e－＋3F－===BiF3
放電時，電子的流向：乙→電解質溶液→甲
充電時，導線上每通過1 mol e－，甲電極質量減少19 g
充電時，外加電源的正極與甲電極相連
9.(2024·棗莊薛城區、滕州市高二期中)利用熱再生氨電池可實現CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是(　　)
甲室Cu電極為負極
隔膜為陽離子膜
電池總反應為Cu2＋＋SO===CuSO4
NH3擴散到乙室將對電池電動勢不產生影響
10.一種監測空氣中甲醛含量的燃料電池傳感器如圖。下列說法正確的是(　　)
M極為電池的負極，發生還原反應
N極的電極反應式為HCHO－4e－＋2OH－===
CO＋4H＋
傳感器工作過程中，OH－移向M極
當電路中轉移4×10－4 mol電子時，消耗3.2 mg O2
11.我國科學家研究出一種可充電Na－Zn雙離子電池體系(如圖)。已知放電時是Zn到[Zn(OH)4]2－的變化。下列說法不正確的是(　　)
打開K2，閉合K1，此裝置將化學能轉化為電能
打開K2，閉合K1，正極發生還原反應
打開K1，閉合K2，a為電源負極
打開K1，閉合K2，Zn極附近溶液的堿性減弱
12.科學家設計了一種能產生羥基自由基(·OH)的原電池—電解池組合裝置，·OH能將苯酚(C6H5OH)氧化為CO2和H2O，實現發電、環保二位一體，原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
a極為正極，工作時如果NaCl溶液濃度降低，N為陰離子交換膜
d極的電極反應式為H2O－e－===·OH＋H＋
a極區每產生1 mol Cr(OH)3，C 極區溶液質量減輕3 g
b極區消耗1 mol C6H5OH，理論上電路中轉移電子28 mol
13.微生物電解池(MEC)作為一種新的CO2再利用技術，可通過將電活性微生物與電化學刺激相結合的方式，將CO2轉化為低碳燃料CH4，從而實現CO2固定和能量回收，下列說法正確的是(　　)
直流電源a極是負極，發生氧化反應
N極上的電極反應為CO2＋8e－＋6H2O===CH4＋8OH－
在電解過程中H＋從N極向M極移動
電活性微生物可以加快電子轉移
14.(2023·永州高二質檢)可充電水系Zn－CO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如下圖所示，其中雙極膜是由陽膜和陰膜制成的復合膜，在直流電場的作用下，雙極膜復合層間的H2O電離出的H＋和OH－可以分別通過膜移向兩極。下列說法不正確的是(　　)
放電時，電極a為負極，發生氧化反應
放電時，b極的電極反應為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
充電時，若電路中通過1 mol e－，則有0.5 mol的CO2生成
充電時，雙極膜中水電離出的H＋向b極移動，OH－向a極移動
15.利用濃差電池為電源，石墨做電極處理堿性氨廢水同時得到高純氫氣的裝置如圖所示，甲、乙中分別盛有200 mL 0.5 mol/L和200 mL 3.0 mol/L的CuSO4溶液。下列說法錯誤的是(　　)
a為負極
隔膜均為陰離子交換膜
c極電極反應式為2NH3·H2O－6e－＋6OH－===N2↑＋8H2O
當濃差電池停止放電時，理論上可得到標準狀況下2.8 L的H2(忽略溶液體積變化)
二、非選擇題(本題共3小題，共40分)
16.(12分)研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現實意義。
(1)(2分)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實驗，導管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現象的有________(填序號)。
A.用純氧氣代替試管內空氣
B.用酒精燈加熱試管提高溫度
C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末
D.換成更細的導管，水中滴加紅墨水
(2)(4分)該小組將甲圖裝置改進成乙圖裝置并進行實驗，導管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據數據判斷腐蝕的速率隨時間逐漸________(填“加快”“不變”“減慢”)，你認為影響因素為___________________________
__________________________________________________________________。
時間/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)(4分)為探究鐵釘腐蝕實驗a、b兩點所發生的反應，進行以下實驗，請完成表格空白：
實驗操作 實驗現象
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞指示劑 a點附近溶液出現紅色
然后再滴加2～3滴②________ b點周圍出現藍色沉淀
根據以上實驗探究，試判斷________(填“a”或“b”)為負極，該點腐蝕更嚴重。
(4)(2分)金屬陽極鈍化是一種電化學防腐方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，一定條件下Fe鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫出該陽極電極反應式__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
17.(14分)(2024·北京豐臺區高二期中)電化學原理在能量轉換、物質制備、防止金屬腐蝕等方面應用廣泛。
(1)(3分)下圖是常見電化學裝置圖
①(1分)負極材料為Zn，其在此裝置中的作用是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②(2分)若用一根銅絲代替鹽橋插入兩燒杯中，電流計指針也發生偏轉，推測：其中一個為原電池，一個為電解池，寫出a端發生的電極反應__________________________________________________________________。
(2)(3分)如圖探究金屬Fe是否腐蝕的示意圖
在培養皿中加入一定量的瓊脂和飽和NaCl溶液混合，滴入5～6滴酚酞溶液，混合均勻，將纏有銅絲的鐵釘放入培養皿中。溶液變紅的部位為__________(1分)端(填“左”或“右”)，結合化學用語解釋變紅的原因
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________(2分)。
(3)(4分)下圖是氯堿工業電解飽和NaCl溶液的示意圖
①電解飽和NaCl溶液的化學方程式是
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②NaOH溶液從________(填“b”或“c”)口導出。結合化學用語解釋NaOH在此區域生成的原因_______________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________。
③電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用______________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)(4分)我國科學家通過電解，從海水中提取到鋰單質，其工作原理如圖所示。
①金屬鋰在電極________(填“A”或“B”)生成，發生的是________(填“氧化”或“還原”)反應。
②陽極產生兩種氣體單質，電極反應式分別是
__________________________________________________________________；
__________________________________________________________________。
18.(14分)(2024·邯鄲永年區高二期中聯考)圖中甲池的電池總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O，回答下列問題：
(1)(4分)甲池中的能量轉化形式主要是________，其發生氧化反應的電極上的電極反應式為_____________________________________________________
___________________________________________________。
(2)(2分)常溫下，乙池中CuSO4溶液的體積為0.04 L，甲池中通入標準狀況下22.4 mL的O2時，乙池中CuSO4溶液的pH為________(忽略溶液體積變化)。
(3)(2分)要使乙池恢復到電解前的狀態，應向溶液中加入適量的________(填字母)。
A.CuO B.Cu(OH)2
C.CuCO3 D.CuSO4
(4)(2分)若將乙池中兩個電極改成等質量的Fe和Cu，實現在Fe上鍍Cu，當甲中消耗1.6 g N2H4時，乙池中兩個電極質量差為________ g。
(5)(4分)已知：2H＋＋2CrO(黃色)??Cr2O(橙色)＋H2O。利用膜電解技術(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應方程式為4Na2CrO4＋4H2O2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑，則Na2Cr2O7在________(填“陰”或“陽”)極室制得，電解時通過膜的離子主要為________(填離子符號)。(共51張PPT)
章末測評驗收卷(四)
第四章　化學反應與電能
(滿分：100分)
一、選擇題(本題共15小題，每小題4分，共60分。每小題只有一個選項符合題意)
1.“烏銅走銀”是我國非物質文化遺產之一。匠人以銅為胎，將氧化變黑的銀絲(Ag2S)嵌入銅器表面已鏨刻好的花紋內，然后用汗濕的手邊捂邊揉搓銅器，使銅胎變得烏黑，銀絲變得光亮，呈現出黑白分明的裝飾效果。下列敘述正確的是(　　)
A.揉搓工序中電子從銅器經汗液流向銀絲
B.銅作為原電池的負極發生了吸氧腐蝕
C.銅和銀均不活潑，在任何條件下都不能形成原電池
D.用鐵絲代替銀絲，銅器不會變黑
D
解析　部分氧化的銀絲鑲嵌于銅器表面，藝人用手邊捂邊揉搓銅器，銅表面逐漸變黑，銀絲變得銀光閃閃，構成原電池的反應，銀絲發生還原反應，氧化銀轉化為單質銀，揉搓工序中電子從銅器經接觸部分相當于原電池的導線流向銀絲，不能進入溶液，A錯誤； 銅作為原電池的負極發生了氧化而腐蝕，B錯誤；在金屬活動順序表中，金屬位置越靠前，越容易失去電子，銅排在銀的前面，銅的金屬活動性大于銀，在一定條件下能形成原電池，C錯誤；用鐵絲代替銀絲，鐵的活潑性強于銅，構成原電池的反應，鐵為負極發生氧化反應，銅得到保護，因此銅不會變黑，D正確。
2.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑，腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.腐蝕過程中，負極是Fe，發生電極反應：
Fe－3e－===Fe3＋
B.Fe失去電子經電解質溶液轉移給C
C.多孔鐵銹的主要成分是Fe(OH)3
D.C是正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D
解析　腐蝕過程中，負極是Fe，發生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，A項錯誤；原電池中電子沿外導線從負極流向正極，不能通過電解質溶液，電解質溶液中是離子的定向移動形成閉合回路，B項錯誤；多孔鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O，C項錯誤；C是正極，正極電極反應是溶液中氧氣得到電子發生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項正確。
3.某氫氧燃料電池工作如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.此電池反應為自發的氧化還原反應
B.電極b表面反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.電池工作過程中K＋向負極遷移
D.氫氧燃料電池將化學能轉化為電能的轉化率高于火力發電，提高了能源利用率
C
解析　此電池為原電池原理，反應為自發的氧化還原反應，A正確；電極b為正極，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正確；原電池工作時，陰離子向負極移動，K＋移向正極，C錯誤；氫氧燃料電池將化學能轉化為電能，能量損失少，轉化率高于火力發電，提高了能源利用率，D正確。
4.下列說法不正確的是(　　)
A.在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連
B.反應Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可設計成電解池實現
C.鍍層破損后，馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易被腐蝕
D.鋼鐵電化學腐蝕分為吸氧和析氫腐蝕，主要區別在于水膜的酸性不同，引起的正極反應不同
A
解析　電鍍時，鍍件作陰極，與電源的負極相連，A錯誤；Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑是氧化還原反應，但是不是自發的氧化還原反應，可設計成電解池實現，B正確；金屬性是Zn>Fe>Sn，因此鍍層破損后，馬口鐵中鐵為負極被腐蝕，白鐵中鐵為正極被保護，則馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易被腐蝕，C正確；極弱酸性或中性下發生吸氧腐蝕，酸性較強時發生析氫腐蝕，D正確。
5.(2024·南充閬中中學高二月考)有關下列裝置的說法不正確的是(　　)
A.圖1所示不能構成原電池
B.圖2鋅錳干電池屬于一次電池，鋅作負極
C.圖3是“紙電池”，Zn片失去電子，發生氧化反應
D.圖4電池Al電極反應式為Al－3e－＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋
D
解析　圖1所示裝置沒有形成閉合回路，不能構成原電池，故A正確；鋅錳干電池，鋅筒作負極，發生氧化反應被消耗，電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，石墨棒作正極，B正確；Zn比Cu活潑，鋅片做負極，Zn片失去電子，發生氧化反應，C正確；由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉反應易失去電子而作負極，鎂作正極，其負極反應式為Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，D錯誤。
6.某小組進行電化學研究， 甲同學設計如圖的原電池裝置，乙同學利用甲設計的裝置及提供的藥品與材料，不能完成的實驗是(　　)
A.在石墨電極上鍍鋅
B.設計一個新的原電池
C.使甲同學的正極變為負極
D.使鋅電極受到保護
A
解析　因為只有硫酸銅和硝酸銀2種電解質溶液，并且銅離子和銀離子的氧化性都比鋅離子強，所以不可能在石墨電極上鍍鋅，A符合題意；可將鋁、石墨和硝酸銀組成一個新的原電池，B不符合題意；原電池中，鋅做負極，銅作正極，若將鋅換成石墨，電解質溶液換成硝酸銀溶液時，即銅變成負極，C不符合題意；將原電池裝置中的銅改為鋁，鋅與鋁組合形成原電池，鋅作正極被保護，D不符合題意。
a極材料為金屬鋰和石墨的復合材料。下列說法錯誤的是(　　)
A.圖中e－及Li＋移動方向說明該電池處于放
電狀態
B.該電池可選擇含Li＋的水溶液作離子導體
C.充電時，a極連接外接電源的負極
D.充電時，b極電極反應為LiFePO4－e－===
Li＋＋FePO4
B
解析　鋰為負極，電子由負極經導線流向正極，根據e－及Li＋移動方向，說明該電池處于放電狀態，A正確；鋰能與水反應，該電池不能選擇含Li＋的水溶液作離子導體，故B錯誤；放電時，a為負極、b為正極，充電時，a作陰極，a極連接外接電源的負極，故C正確；充電時，b是陽極失電子發生氧化反應，b極電極反應為LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4，D正確。
8.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成安全風險。如圖是氟離子電池工作示意圖，其中充電時F－從乙電極流向甲電極，下列說法正確的是(　　)
A.放電時，甲電極上的反應為Bi－3e－＋3F－
===BiF3
B.放電時，電子的流向：乙→電解質溶液→甲
C.充電時，導線上每通過1 mol e－，甲電極質
量減少19 g
D.充電時，外加電源的正極與甲電極相連
D
解析　放電時，甲電極為原電池的正極，氟化鉍在正極得到電子發生還原反應生成鉍和氟離子，電極反應式為BiF3＋3e－===Bi＋3F－，A錯誤；放電時，甲電極是正極、乙電極是負極，電子的流向為：乙→導線→甲，電解質溶液不能傳遞電子，B錯誤；甲電極是電解池的陽極，氟離子作用下鉍在陽極失去電子發生氧化反應生成氟化鉍，電極反應式為Bi－3e－＋3F－===BiF3，則導線上每通過1 mol電子，甲電極質量增加19 g，C錯誤；甲電極是與直流電源正極相連的電解池的陽極，D正確。
9.(2024·棗莊薛城區、滕州市高二期中)利用熱再生氨電池可實現CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是(　　)
A
10.一種監測空氣中甲醛含量的燃料電池傳感器如圖。下列說法正確的是(　　)
D
11.我國科學家研究出一種可充電NaZn雙離子電池體系(如圖)。已知放電時是Zn到[Zn(OH)4]2－的變化。下列說法不正確的是(　　)
A.打開K2，閉合K1，此裝置將化學能轉化為
電能
B.打開K2，閉合K1，正極發生還原反應
C.打開K1，閉合K2，a為電源負極
D.打開K1，閉合K2，Zn極附近溶液的堿性減弱
D
解析　打開K2，閉合K1，裝置為原電池，原電池中化學能轉化為電能，正極得電子，發生還原反應，A、B正確；打開K2，閉合K1，裝置為原電池，放電時是Zn到[Zn(OH)4]2－的變化，鋅元素化合價升高，失電子，鋅作負極，打開K1，閉合K2，裝置為電解池，鋅作陰極，則電源a為負極，鋅電極反應式為[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，生成氫氧根離子，溶液堿性增強，C正確、D錯誤。
12.科學家設計了一種能產生羥基自由基(·OH)的原電池—電解池組合裝置，·OH能將苯酚(C6H5OH)氧化為CO2和H2O，實現發電、環保二位一體，原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.a極為正極，工作時如果NaCl溶液濃度降低，N為陰離子交換膜
B.d極的電極反應式為H2O－e－===·OH＋H＋
C.a極區每產生1 mol Cr(OH)3，C 極區溶液質量減輕3 g
D.b極區消耗1 mol C6H5OH，理論上電路中轉移電子28 mol
C
解析　Ⅰ室化合價降低，得電子，發生還原反應，因此a極為正極，b極為負極，c極為陰極，d極為陽極；Ⅱ室中Na＋、Cl－數目都減小，說明離子從Ⅱ室向Ⅰ室和Ⅲ室移動，由于陰離子移向負極(b極)，陽離子移向正極(a極)，因此N和M分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜，A正確；根據圖中信息可知，d極上發生的電極反應式為H2O－e－===·OH＋H＋，B正確；a極每產生1 mol Cr(OH)3，轉移3 mol電子，c極上的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1.5 mol H2，與此同時，有3 mol H＋從陽極室透過質子交換膜進入陰極室，因此c極區溶液質量不變，C錯誤； 根據苯酚被·OH氧化生成二氧化碳，故消耗1 mol C6H5OH，理論上電路中轉移電子28 mol，D正確。
13.微生物電解池(MEC)作為一種新的CO2再利用技術，可通過將電活性微生物與電化學刺激相結合的方式，將CO2轉化為低碳燃料CH4，從而實現CO2固定和能量回收，下列說法正確的是(　　)
A.直流電源a極是負極，發生氧化反應
B.N極上的電極反應為CO2＋8e－＋6H2O
===CH4＋8OH－
C.在電解過程中H＋從N極向M極移動
D.電活性微生物可以加快電子轉移
D
解析　由圖可知，該裝置為電解池，在微生物作用下有機物在M極失去電子發生氧化反應生成二氧化碳，M極為陽極，與陽極相連的直流電源a為正極，A錯誤；與負極b極相連的N電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發生還原反應生成甲烷和水，電極反應式為CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，B錯誤；由圖可知，M極為電解池的陽極、N電極為陰極，則在電解過程中氫離子從M極向N極移動，C錯誤；電活性微生物可以使有機物被氧化的反應速率加快，從而加快電子轉移，D正確。
14.(2023·永州高二質檢)可充電水系ZnCO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如下圖所示，其中雙極膜是由陽膜和陰膜制成的復合膜，在直流電場的作用下，雙極膜復合層間的H2O電離出的H＋和OH－可以分別通過膜移向兩極。下列說法不正確的是(　　)
A.放電時，電極a為負極，發生氧化反應
B.放電時，b極的電極反應為CO2＋2H＋＋
2e－===HCOOH
C.充電時，若電路中通過1 mol e－，則有
0.5 mol的CO2生成
D.充電時，雙極膜中水電離出的H＋向b極移動，OH－向a極移動
D
15.利用濃差電池為電源，石墨做電極處理堿性氨廢水同時得到高純氫氣的裝置如圖所示，甲、乙中分別盛有200 mL 0.5 mol/L和200 mL 3.0 mol/L的CuSO4溶液。下列說法錯誤的是(　　)
A.a為負極
B.隔膜均為陰離子交換膜
C.c極電極反應式為2NH3·H2O－6e－
＋6OH－===N2↑＋8H2O
D.當濃差電池停止放電時，理論上可得到標準狀況下2.8 L的H2(忽略溶液體積變化)
D
二、非選擇題(本題共3小題，共40分。)
16.(12分)研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現實意義。
(1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實驗，導管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現象的有________(填序號)。
A.用純氧氣代替試管內空氣
B.用酒精燈加熱試管提高溫度
C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末
D.換成更細的導管，水中滴加紅墨水
ACD
解析　(1)用純氧氣代替試管內空氣，氧氣的濃度增大，反應速率加快，A正確；用酒精燈加熱試管提高溫度，試管內氣體受熱壓強增大，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，B錯誤；將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末，增大反應物的接觸面積，反應速率加快，C正確；換成更細的導管，水中滴加紅墨水，細導管上升的高度大于玻璃導管，且紅墨水現象更明顯，D正確。
(2)該小組將甲圖裝置改進成乙圖裝置并進行實驗，導管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據數據判斷腐蝕的速率隨時間逐漸______________(填“加快”“不變”“減慢”)，你認為影響因素為_______________________。
時間/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
減慢
氧氣的濃度
解析　(2)液柱高度變化值與鐵腐蝕的速率成正比，分析2 min時間內液柱高度變化值即可判斷腐蝕的速率變化，1 min～3 min、3 min～5 min、5 min～7 min、7 min～9 min時間段液柱上升高度分別為：1.3 cm、0.9 cm、0.7 cm、0.5 cm，故鐵腐蝕的速率逐漸減慢；由于鐵的銹蝕是鐵與氧氣、水的反應，反應過程中不斷消耗氧氣，容器內氧氣的濃度不斷減小，反應速率逐漸減慢，相同時間內液柱上升的高度逐漸變小。
(3)為探究鐵釘腐蝕實驗a、b兩點所發生的反應，進行以下實驗，請完成表格空白：
實驗操作 實驗現象
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞指示劑 a點附近溶液出現紅色
然后再滴加2～3滴②__________________ b點周圍出現藍色沉淀
根據以上實驗探究，試判斷________(填“a”或“b”)為負極，該點腐蝕更嚴重。
(4)金屬陽極鈍化是一種電化學防腐方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，一定條件下Fe鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫出該陽極電極反應式
__________________________________________________________。
鐵氰化鉀溶液
b
3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋
解析　(3)鐵釘的吸氧腐蝕中，滴有酚酞的a點附近出現紅色，則產生氫氧根離子，b點則為Fe失電子生成Fe2＋，b點周圍出現藍色沉淀說明加入鐵氰化鉀驗證Fe2＋的存在，b點做電池的負極，腐蝕更嚴重。(4)陽極為Fe，Fe失電子生成Fe3O4，根據得失電子守恒和電荷守恒配平電極反應為3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋。
17.(14分)(2024·北京豐臺區高二期中)電化學原理在能量轉換、物質制備、防止金屬腐蝕等方面應用廣泛。
(1)下圖是常見電化學裝置圖
① 負極材料為Zn，其在此裝置中的作用是
_______________________________________________
_______________________________________________。
② 若用一根銅絲代替鹽橋插入兩燒杯中，電流計指針也發生偏轉，推測：其中一個為原電池，一個為電解池，寫出a端發生的電極反應__________________________________________________________。
做還原劑(或失電子)，失電子的場所，電子導體，
(任意兩點即可)
Cu － 2e－===Cu2＋
解析　(1)①該圖裝置為原電池，Zn易失電子作負極發生氧化反應、電子經鋅和導線流向Cu極，Cu作正極，正極上銅離子得電子發生還原反應。負極材料為Zn，即Zn做還原劑(或失電子)，失電子的場所，同時Zn也能導電，可以作為電子導體；②若用一根銅絲代替鹽橋插入燒杯，右側燒杯中a電極反應為Cu － 2e－===Cu2＋；
(2)如圖探究金屬Fe是否腐蝕的示意圖
在培養皿中加入一定量的瓊脂和飽和NaCl溶液混合，滴入
5～6滴酚酞溶液，混合均勻，將纏有銅絲的鐵釘放入培養
皿中。溶液變紅的部位為________端(填“左”或“右”)，
結合化學用語解釋變紅的原因_______________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
左
銅、鐵和溶液構成原電池，銅為正極，
發生吸氧腐蝕，反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使左端附近溶液c(OH－) > c(H＋)，溶液呈堿性
解析　(2)銅、鐵和溶液構成原電池，銅為正極，整個體系中發生Fe的吸氧腐蝕，正極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使左端附近溶液中，c(OH－)>c(H＋)，溶液呈堿性，所以銅端變紅；
(3)下圖是氯堿工業電解飽和NaCl溶液的示意圖
①電解飽和NaCl溶液的化學方程式是
________________________________________。
② NaOH溶液從________(填“b”或“c”)口導出。
結合化學用語解釋NaOH在此區域生成的原因
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
c
c口為陰極區，陰極發生反應：2H2O＋2e－===O2 ↑＋2OH－，OH－在陰極生成，陽極的Na＋通過陽離子交換膜進入陰極，因此NaOH在c口導出
(4)我國科學家通過電解，從海水中提取到鋰單質，其工作原理如圖所示。
①金屬鋰在電極________(填“A”或“B”)生成，
發生的是_________(填“氧化”或“還原”)
反應。
②陽極產生兩種氣體單質，電極反應式分別是
_______________________________________；
_______________________________________。
A
還原
2H2O － 4e－===O2↑＋4H＋
2Cl－－ 2e－===Cl2 ↑
解析　(4)①Li＋得到電子發生還原反應轉化為鋰單質，根據圖示電子流向分析可知A極得到電子，所以金屬鋰在A電極生成，發生的是還原反應；②陽極上失電子發生氧化反應，且陽極附近主要含有OH－和Cl－等，陽極產生兩種氣體單質，則陽極對應的電極反應式分別是2H2O － 4e－===O2↑＋4H＋、2Cl－－ 2e－===Cl2 ↑。
18.(14分)(2024·邯鄲永年區高二期中聯考)圖中甲池的電池總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O，回答下列問題：
(1)甲池中的能量轉化形式主要是
_______________________________，
其發生氧化反應的電極上的電極反應式為
__________________________________________________________。
(2)常溫下，乙池中CuSO4溶液的體積為0.04 L，甲池中通入標準狀況下
22.4 mL的O2時，乙池中CuSO4溶液的pH為________(忽略溶液體積變化)。
化學能轉化為電能
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
1
(3)要使乙池恢復到電解前的狀態，應向溶液中加入適量的________(填字母)。
A.CuO B.Cu(OH)2
C.CuCO3 D.CuSO4
(4)若將乙池中兩個電極改成等質量的Fe和Cu，實現在Fe上鍍Cu，當甲中消耗1.6 g N2H4時，乙池中兩個電極質量差為________ g。
AC
12.8
陽

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