1选择题
某同学为运动手环中的锌铜原电池补充知识，设计了如下实验并记录现象：将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生。
已知信息：① 锌比铜活泼；② 原电池中负极失电子被氧化，正极得电子被还原；③ 酸性环境用 H⁺ 配平电极反应。
下列关于该原电池的说法中，正确的是（ ）
- A. 铜片作负极，电极反应式为 Cu - 2e⁻ = Cu²⁺
- B. 锌片作负极，电极反应式为 Zn - 2e⁻ = Zn²⁺，电子由锌片经导线流向铜片
- C. 溶液中 H⁺ 在锌片上得电子被还原生成 H₂
- D. 该装置工作时化学能全部转化为电能，无其他形式能量变化
答案：B
解析：A 项错误：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，选项把电极判断反了，这是本考点最常见错误；且 Cu 在该条件下不溶解，不会生成 Cu²⁺。B 项正确：负极 Zn 失电子被氧化，Zn - 2e⁻ = Zn²⁺，电子经外电路由负极（锌）流向正极（铜）。C 项错误：H⁺ 在正极（铜片）上得电子被还原为 H₂，电极反应式为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑，选项把得电子的电极位置写错。D 项错误：原电池工作时化学能主要转化为电能，同时部分能量以热能形式散失，并非全部转化为电能。故选B。
2选择题
马拉松比赛中，运动员大量出汗后需补充含电解质的运动饮料。某同学利用所学电化学与有机化学知识，对运动饮料的成分与金属水壶的腐蚀进行分析。下列说法正确的是（ ）
- A. 铝制水壶在汗液（含 NaCl）中发生吸氧腐蚀时，铝作正极，电极反应式为 Al − 3e⁻ = Al³⁺
- B. 运动饮料中添加的柠檬酸（C₆H₈O₇）属于羧酸，其分子中既含 C=O 键又含 O—H 键，可由红外光谱中相应吸收峰加以确认
- C. 苯甲酸（C₆H₅COOH）可用作饮料防腐剂，其分子中苯环上的氢原子化学环境完全相同，核磁共振氢谱显示只有一组峰
- D. 高温对运动服（主要成分为蛋白质纤维）进行消毒，是利用蛋白质在高温下水解生成氨基酸的性质
答案：B
解析：A 项：金属发生电化学腐蚀时，较活泼的金属（铝）作负极、被氧化，正极上是 O₂ 得电子（O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻）。选项把「负极」误说成「正极」，电极判断反了，错误。
B 项：柠檬酸分子中含羧基（—COOH），羧基中既有 C=O 键又有 O—H 键，红外光谱可分别给出相应吸收峰；核磁共振氢谱与红外光谱功能不同，红外用于识别官能团/化学键。表述正确。
C 项：苯甲酸中苯环上有邻、间、对三种不同化学环境的氢（共 4 个 H），加上羧基上的 1 个 H，核磁共振氢谱应有 4 组峰，而非只有一组峰。混淆了「苯环对称」与「所有氢等价」，错误。
D 项：高温、紫外线消毒的原理是使蛋白质变性（空间结构被破坏、失去生理活性），变性并非水解，水解才是断肽键生成氨基酸的化学过程。概念混淆，错误。
综上，正确的是 B。故选B。
3选择题
运动员随身携带的可充电手环中使用了一种以镁和电解质溶液构成的原电池。已知信息：该原电池以镁片作负极，另一电极材料为活性炭，电解质溶液为中性 NaCl 溶液；工作时镁失去电子生成 Mg²⁺，正极上溶解于水的 O₂ 得到电子。下列关于该原电池的说法中，正确的是（ ）
- A. 负极反应式为 Mg²⁺ + 2e⁻ = Mg
- B. 正极上 O₂ 发生还原反应，电极反应式为 O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻
- C. 工作时电子由活性炭电极经电解质溶液流向镁电极
- D. 电池工作时，负极区溶液中 OH⁻ 浓度逐渐增大
答案：B
解析：原电池中负极发生氧化反应、正极发生还原反应，可记为「负极阳极氧化，正极阴极还原」。A 项写的是 Mg²⁺ 得电子生成 Mg 的还原过程，应为正极（或电解池阴极）反应，且负极实际反应为 Mg − 2e⁻ = Mg²⁺，故 A 错误。B 项，正极上 O₂ 得电子被还原，在中性环境中用水配平氢、用 OH⁻ 配平电荷，得 O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻，正确。C 项，电子只在外电路由负极（镁）流向正极（活性炭），不能通过电解质溶液（溶液中靠离子定向移动导电），故错误。D 项，负极区生成 Mg²⁺，正极区才生成 OH⁻，负极区 OH⁻ 浓度不会增大，故错误。易错点：一是电极判断颠倒（误以为活泼金属作正极）；二是电极反应式配平时忽略环境（此处应生成 OH⁻ 而非 H⁺）。故选 B。
4填空题
为备战校园马拉松，某校运动队用一款便携式"镁—海水"应急电池为随身补给灯供电。已知信息：该电池以镁片为负极、以附着AgCl的银网为正极，电解质为天然海水（含NaCl等，近中性）。工作时负极镁失去电子生成Mg²⁺，正极上AgCl得电子生成Ag和Cl⁻。
（1）负极的电极反应式为______；正极的电极反应式为______。
（2）该电池工作时的能量转化形式是______。
（3）若放电过程中转移2 mol电子，则负极质量减少______g，正极上生成Ag的质量为______g。
（4）相同条件下，若将负极换成铜片，其余条件不变，灯泡不发光，原因是______。
答案：（1）负极：Mg − 2e⁻ = Mg²⁺；正极：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻。
（2）化学能转化为电能。
（3）由 Mg − 2e⁻ = Mg²⁺ 知，转移2 mol电子时消耗1 mol Mg，质量减少 24 g；由 AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻ 知，转移2 mol电子时生成2 mol Ag，质量为 2 × 108 g = 216 g。
（4）铜的金属活动性弱于镁，不能自发地与电解质溶液构成原电池的氧化还原反应（铜不能失电子作负极），故无电流产生。
解析：（1）负极发生氧化反应，镁失电子：Mg − 2e⁻ = Mg²⁺；正极发生还原反应，AgCl得电子：AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻。易错点：把正极写成 Ag⁺ + e⁻ = Ag（实际AgCl为难溶物，应写AgCl）；把电极判断反（误写成"正极失电子"）；配平电荷出错。
（2）原电池将化学能转化为电能，易错为"电能转化为化学能"（那是电解池）。
（3）注意电子守恒：n(Mg) = n(e⁻)/2 = 1 mol，m(Mg) = 24 g；n(Ag) = n(e⁻) = 2 mol，m(Ag) = 216 g。易错点：误按1 mol Ag计算得108 g，未注意电子转移数。
（4）铜不如镁活泼，无法作负极发生氧化反应，故无电流。易错点：只答"铜不活泼"而不涉及电极反应角度。
5解答题
为给运动手环中的可充电镍氢电池（MH-NiOOH 电池）充电并回收利用电极材料，某校化学兴趣小组设计实验并进行计算。
已知信息：
① 该电池放电时的总反应为 MH + NiOOH = M + Ni(OH)₂（MH 表示储氢合金中吸附的氢），放电时 MH 作负极。
② 电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；负极、阳极失电子被氧化，正极、阴极得电子被还原。
③ 阳极区发生反应：Ni(OH)₂ - e⁻ + OH⁻ = NiOOH + H₂O（碱性环境）。
④ 相对原子质量：H 1，O 16，Ni 59。
请回答下列问题：
(1) 写出该电池放电时负极的电极反应式，并判断放电时正极上发生的是氧化反应还是还原反应。
(2) 用惰性电极电解含 Ni(OH)₂ 的碱性悬浊液再生 NiOOH 时，阳极的电极反应式是什么？若电路中通过 0.10 mol 电子，理论上阳极生成 NiOOH 的质量是多少克？
(3) 若将该电池短时间接入外电路放电，测得通过外电路的电子为 0.02 mol，则负极消耗 MH 的物质的量为多少？
(4) 该电池回收后，若将电极材料中的 Ni(OH)₂ 悬浊液先加入足量稀硫酸使其溶解，再加入过量氨水生成 [Ni(NH₃)₆]²⁺，写出 Ni(OH)₂ 与稀硫酸反应的离子方程式，并说明该反应是否属于氧化还原反应。
答案：(1) 负极材料为 MH，放电时失电子被氧化，碱性环境用 OH⁻ 配平电荷：MH + OH⁻ - e⁻ = M + H₂O。放电时正极 NiOOH 得电子发生还原反应。
(2) 阳极发生氧化反应：Ni(OH)₂ + OH⁻ - e⁻ = NiOOH + H₂O。由电极反应式可知，每通过 1 mol 电子生成 1 mol NiOOH，通过 0.10 mol 电子生成 NiOOH 0.10 mol，M(NiOOH)=59+16+16+1=92 g·mol⁻¹，质量 m = 0.10 mol × 92 g·mol⁻¹ = 9.2 g。
(3) 由 MH + OH⁻ - e⁻ = M + H₂O 知，1 mol MH 失去 1 mol 电子，故消耗 MH 为 0.02 mol。
(4) Ni(OH)₂ + 2H⁺ = Ni²⁺ + 2H₂O。反应前后 Ni 元素化合价均为 +2，无元素化合价变化，不属于氧化还原反应。
解析：本题考查原电池与电解池的电极判断、电极反应式书写及电子守恒计算。(1) 易错点是把负极反应写成得电子（还原），牢记「负极阳极氧化，正极阴极还原」；碱性环境必须用 OH⁻ 和 H₂O 配平，不能写 H⁺。(2) 阳极反应式配平时常见错误是漏写 OH⁻ 或电荷不守恒；计算时须注意 Ni(OH)₂ 与 NiOOH 的摩尔质量计算（59+16×2+2=93 与 59+17+16=92），并依据 1 mol e⁻ ~ 1 mol NiOOH 的比例求算。(3) 易错点是把 MH 中 H 的化合价误判为 0，实际上 MH 中 H 为 -1 价，1 mol MH 失 1 mol e⁻。(4) 酸碱中和反应无化合价变化，不是氧化还原反应，学生易因生成配合物而误判为氧化还原反应。
6解答题
某校运动科学社团为研究运动饮料中电解质与金属材料在人体汗液环境中的电化学行为，设计了如下两组实验。
已知信息：
实验一：将纯锌片与纯铜片用导线连接后插入盛有 200 mL 稀硫酸（c(H₂SO₄) = 0.50 mol/L）的烧杯中，构成原电池。一段时间后，测得铜片表面收集到标准状况下 112 mL 气体。
实验二：将上述装置中的锌片换成石墨棒，并外接直流电源构成电解池，电解质溶液仍为稀硫酸。
请回答下列问题：
（1）写出实验一中负极与正极的电极反应式，并指出电子的流向。
（2）根据实验一测得的气体体积，计算反应中消耗锌片的质量（写出计算过程）。
（3）实验二中若以石墨棒作阳极、另一石墨棒作阴极，写出阳极与阴极的电极反应式，并说明该电解过程中溶液 pH 的变化趋势及原因。
答案：（1）负极（锌片）：Zn − 2e⁻ = Zn²⁺；正极（铜片）：2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑。电子由锌片经导线流向铜片（Zn → Cu）。
（2）n(H₂) = 0.112 L ÷ 22.4 L/mol = 0.005 mol。
由电极反应 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 可知，生成 1 mol H₂ 转移 2 mol 电子，故转移电子 0.010 mol。
负极 Zn − 2e⁻ = Zn²⁺，n(Zn) = 0.010 mol ÷ 2 = 0.005 mol。
m(Zn) = 0.005 mol × 65 g/mol = 0.325 g。
（检验：n(H⁺) = 0.200 L × 0.50 mol/L × 2 = 0.20 mol，远大于所需 0.010 mol，H⁺ 过量，锌片完全反应，计算成立。）
答：消耗锌片 0.325 g。
（3）阳极（氧化反应）：2H₂O − 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺（或写 4OH⁻ − 4e⁻ = O₂↑ + 2H₂O）；
阴极（还原反应）：2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑。
总反应：2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑（通电）。
pH 变化趋势：减小。原因：电解的实质是电解水，水的量减少使硫酸浓度增大，c(H⁺) 增大，故 pH 减小。
解析：本题考查原电池与电解池的电极判断、电极反应式书写及电子守恒计算，是电化学核心框架的综合应用。
（1）易错点一：电极判断反。锌比铜活泼，锌作负极、发生氧化反应（失电子），铜作正极、发生还原反应，口诀为「负极阳极氧化，正极阴极还原」。学生常把正极误写成 Zn 得电子。
（2）易错点二：电极反应式配平错。写正极反应时酸性环境应用 H⁺ 配平电荷（2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑），不可写成 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻（碱性环境写法）。计算时易犯「不按电子守恒换算」的错误：生成 1 mol H₂ 对应转移 2 mol 电子，再由 Zn − 2e⁻ = Zn²⁺ 得 n(Zn) = n(H₂) = 0.005 mol，最终 m = 0.005 × 65 = 0.325 g。注意 112 mL 须先化为 0.112 L 再除以 22.4 L/mol。
（3）电解水型电解：阳极发生氧化反应（OH⁻ 或 H₂O 失电子放 O₂），阴极 H⁺ 得电子放 H₂；因溶质 H₂SO₄ 不变而溶剂减少，硫酸被浓缩，c(H⁺) 增大，pH 减小。易错点是误认为「H⁺ 在阴极放电，故 pH 增大」，忽略了水被消耗导致酸浓度增大的主导作用。
7解答题
某运动饮料厂用电解法对含Cl⁻的循环水进行消毒处理，同时回收稀碱用于设备清洗。已知信息：电解槽用惰性电极（石墨）作阳极和阴极，电解质溶液为NaCl稀溶液；电解时阳极上Cl⁻失电子生成Cl₂，阴极上H₂O得电子生成H₂和OH⁻。
（1）写出阳极、阴极的电极反应式，并指出阳极发生的是氧化反应还是还原反应。
（2）写出电解总反应的化学方程式。
（3）若电解过程中共有0.6 mol电子通过电路，求：①阳极生成Cl₂在标准状况下的体积；②阴极区生成NaOH的物质的量。
（4）为提高消毒效果，工人提出"将阳极换成铁电极"的方案，请评价该方案是否可行，并说明理由。
答案：（1）阳极：2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑，阳极发生氧化反应（失电子）；阴极：2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，阴极发生还原反应（得电子）。
（2）总反应：2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（通电）。
（3）①由 2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑ 知，n(Cl₂) = 0.6/2 = 0.3 mol，V(Cl₂) = 0.3 mol × 22.4 L/mol = 6.72 L（标准状况）。
②由阴极反应 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻ 知，n(OH⁻) = n(e⁻) = 0.6 mol，即生成 NaOH 0.6 mol。
（4）不可行。铁是活性电极，作阳极时铁本身优先失电子被氧化（Fe − 2e⁻ = Fe²⁺），而不是Cl⁻放电，这样既得不到Cl₂，起不到消毒作用，还会腐蚀电极并污染溶液。
解析：（1）判断口诀"负极阳极氧化，正极阴极还原"：阳极失电子发生氧化反应，2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑；阴极得电子发生还原反应。易错点：把阴极反应写成 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 后未配出OH⁻（碱性/中性环境应用H₂O配平并生成OH⁻）；阴阳极判断颠倒。
（2）总反应由两极反应相加得：2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。易错点：漏写条件"通电"，或把生成物写成HCl。
（3）依据电子守恒：n(Cl₂) = n(e⁻)/2 = 0.3 mol，V = 6.72 L；n(NaOH) = n(OH⁻) = n(e⁻) = 0.6 mol。易错点：把Cl₂按 n(e⁻) 直接算成0.6 mol，或误用非标准状况摩尔体积。
（4）活性金属作阳极时金属优先放电，这是电解池常见陷阱，必须从"阳极材料是否惰性"入手分析。
8解答题
为给运动后肌肉酸痛部位提供微弱电流，某同学设计了一种「贴片式」电解理疗装置，以低浓度 NaCl 溶液为电解质溶液，两电极为惰性电极。通电后，阳极区有黄绿色气体产生，阴极区溶液变红（滴加酚酞）。已知信息：电解过程中，阳极上 Cl⁻ 失电子生成 Cl₂，阴极上 H₂O 得电子生成 H₂ 和 OH⁻。请回答下列问题：
（1）写出该电解池阳极、阴极的电极反应式，并指出阳极发生的是氧化反应还是还原反应。
（2）若通电过程中共有 0.02 mol 电子通过电路，求：① 阴极产生标准状况下 H₂ 的体积；② 阳极产生 Cl₂ 的物质的量；③ 电路中通过的电荷量（已知法拉第常数 F = 96500 C/mol，即 1 mol 电子对应 96500 C）。
（3）若将电解质溶液换成稀 H₂SO₄，仍用惰性电极电解，写出阴极的电极反应式，并说明此时阴极产物与（1）中是否相同。
答案：（1）阳极（氧化反应，失电子）：2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑；阴极（还原反应，得电子）：2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻。阳极发生氧化反应。
（2）① 阴极反应 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，2 mol e⁻ 生成 1 mol H₂，则 0.02 mol e⁻ 生成 H₂ 的物质的量为 0.02 ÷ 2 = 0.01 mol，标准状况下体积 V = 0.01 mol × 22.4 L/mol = 0.224 L（即 224 mL）。
② 阳极反应 2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑，2 mol e⁻ 生成 1 mol Cl₂，则 0.02 mol e⁻ 生成 Cl₂ 的物质的量为 0.02 ÷ 2 = 0.01 mol。
③ 电荷量 Q = n(e⁻) × F = 0.02 mol × 96500 C/mol = 1930 C。
（3）换成稀 H₂SO₄ 后，阴极上 H⁺（来自水或酸）得电子：2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑（也可写 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，但酸性环境中以 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 为准）。阴极产物仍为 H₂，与（1）相同；不同的是阴极区不再生成大量 OH⁻，故滴加酚酞不变红。
解析：本题考查电解池的电极判断、电极反应式书写与电化学计算。核心口诀：「负极阳极氧化，正极阴极还原」，故阳极失电子、发生氧化反应，阴极得电子、发生还原反应。
（1）易错点一是把阳极、阴极反应写反（误以为阳极生成 H₂）；二是配平电极反应式时忽略环境：中性 NaCl 溶液中阴极生成 OH⁻，需用 H₂O 配平氢、用 OH⁻ 配平电荷，写成 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，而不是写成 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑。
（2）计算必须紧扣电子守恒：先由电极反应式找出「转移电子数 : 产物物质的量」之比（此处均为 2:1），再计算。易错点：① 误用 1:1 关系，直接得出 0.02 mol H₂；② 求体积时忘记乘气体摩尔体积 22.4 L/mol，或未注明标准状况；③ 电荷量计算漏乘法拉第常数，或误用 0.01 mol 电子（应为通过电路的总电子数 0.02 mol）。
（3）考查环境对电极反应式书写的影响：酸性环境用 H⁺ 配平，碱性或中性环境用 OH⁻ 配平。易错点是生搬硬套（1）中的写法，或误认为换成酸后阴极产物改变（阴极始终得电子生成 H₂，产物不变，只是不再显碱性）。