黑吉遼蒙省2021-2025年高考化學試題分類匯編:電化學及其應用(解析版)_第1頁
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文檔簡介

專做07電化學&共成用

.——^5年考情?探規(guī)律,

考點五年考情(2021-2025)命題趨勢

電化學是選擇題必考的題型,內(nèi)容涉及原電池和電

2025?黑龍江、吉林、遼解池的構成、工作原理及應用。主要考點有電化學

寧、內(nèi)蒙古卷;2024?黑裝置的分析,判斷能量轉(zhuǎn)換,原電池正、負極判斷,

電化學及其應用

龍江、吉林、遼寧卷;電解池陰、陽極或所接電源的正、負極的判斷,判

(5年5考)

2023?遼寧卷;2022?遼寧斷電子或電流的流向,離子移動的方向,隔膜的屬

卷:2021?遼寧卷;性,判斷兩極區(qū)(或兩極附近)pH的變化,判斷電極

反應式或總反應的正誤,電子轉(zhuǎn)移的相關計算等。

“5年真題?分點精準練,

1.(2025?黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古卷)一種基于CuQ的儲氯電池裝置如圖,放電過程中a、b極均增

重。若將b極換成Ag/AgCI電極,b極仍增重。關于圖中裝置所示電池,下列說法錯誤的是

Cu2O/

Cu;(OH)3clNaTi2(PO4)3/

Na3TMp06

A.放電時Na*向b極遷移

B.該電池可用于海水脫鹽

+

C.a極反應:Cu2O+2H2O+CP-2e-=Cu2(OH)^CI+11

D.若以Ag/AgCI電極代替a極,電池將失去儲氯能力

【答案】D

【分析】放電過程中a,b極均增重,這說明a電極是負極,電極反應式為

+

CU2O+2H2O+C1-2e=Cu2(OH)3Cl+H\b電極是正極,電極反應式為NaTi2(PO4)3+2e+2Na=Na3Ti2(PO4)3,

據(jù)此解答。

【詳解】A.放電時b電極是正極,陽離子向正極移動,所以Na+向b極遷移,A正確:

B.負極消耗氯離子,正極消耗鈉離子,所以該電池可用于海水脫鹽,B正確;

C.a電極是負極,電極反應式為口12。+2也0+。--2仁=012(0切3。+田,C正確;

D.若以Ag/AgCI電極代替a極,此時Ag失去電子,結(jié)合氯離子生成氯化銀,所以電池不會失去儲氯能力,

D錯誤;

答案選Do

2.(2025?黑龍江、吉林、遼寧卷)"綠色零碳〃氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反

應速率緩慢的問題,科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法,裝置如圖所示。部分反應機理為:

+OH\HOX/OHOx^O?

—二X工>\+:H,。下列說法錯誤的是

HH-OH-hH2

------

t,惰性電極及催化劑、----f

I1III]

IT嚴oo

IKOH溶液KOH溶液](

II、HCHO

■a1?b

陰離子交換膜

A.相同電量下H?理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解水的1.5倍

B.陰極反應:2H2O+2e=2OH+H2T

C.電解時OH?通過陰離子交換膜向b極方向移動

D.陽極反應:2HCHO-2c+4OH=2HCOO+2Hp+H,T

【答案】A

【分析】

據(jù)圖示可知,b電極上HCHO轉(zhuǎn)化為HCOCT,而HCHO轉(zhuǎn)化為HCO。-為氧化反應,所以b電極為陽極,a電

9+OH-HOX/O-HOx^O1

極為陰極,HCH。為陽極反應物,由反應機理人、、X二^\+;H2可

HH、-OH-ifMH2

+OHHO內(nèi)后生成的H°

轉(zhuǎn)化為HCOOH。由原子守恒和電荷守恒可知,

X-OHHH\

在生成HCOOH的同時還生成了H:生成的HCOOH再與氫氧化鉀酸堿中和:HCOOH+OH=HCOO+H2O,而生

成的H-在陽極失電子發(fā)生氧化反應生成氫氣,即2HJ2e=H2個,陰極水得電子生成氫氣:2H2。+2,=出個+2OH,

【詳解】A.由以上分析可知,陽極反應:①HCHO+OH-e-HCOOH+;H2,@HCOOH+OH=HC0O+H2O,陰

極反應2H2O+2e=H2個+2OH-,即轉(zhuǎn)移2moi電子時,陰、陽兩極各生成lmolH2,共2m0IH2,而傳統(tǒng)電解水:

電解

2H?O=2H2Ts2T,轉(zhuǎn)移2moi電子,只有陰極生成ImolH?,所以相同電量下理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解

水的2倍,故A錯誤;

B.陰極水得電子生成氫氣,陰極反應為2H2。+2&=出個+2。葉,故B正確;

C.由電極反應式可知,電解過程中陰極生成0H-,負電荷增多,陽極負電荷減少,要使電解質(zhì)溶液呈電中

性,OH通過陰離子交換膜向陽極移動,即向b極方向移動,故C正確;

D.由以卜.分析川知,陽極反應涉及到:①HCHO+OH-e-HCOOH+^Hz,0HCOOH+OH=HCOO+H20,ill

(①+②)x2得陽極反應為:2HCHO-2e+4OH-=2HCOO+2H0+H2T,故D正確;

答案選A。

3.(2023?遼寧卷)某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是

質(zhì)子交換膜

A.放電時負極質(zhì)量減小

B.儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能

C.放電時右側(cè)H,通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)

32+

D.充電總反應:Pb+SOf+2Fe'=PbSO4+2Fe

【答案】B

【分析】該儲能電池放電時,Pb為負極,失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極,正極

上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe",充電時,多孔碳電極為陽極,Fe??失日子生成Fe”,PbSCU電極為陰極,PbSO,得

電子生成Pb和硫酸。

【詳解】A.放電時負極上Pb失目子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負極上,負極質(zhì)量增大,A錯誤;

B.儲能過程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學能,B正確;

C.放電時,右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動,左側(cè)的“通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯誤;

D.充電時,總反應為PbSO4+2Fe2*=Pb+SO;+2Fe3*,D錯誤;

故答案選丸

4.(2023?遼寧卷)某無隔膜流動海水電解法制H?的裝置如下圖所示,其中高選擇性催化劑PRT可抑制。2產(chǎn)

生。下列說法正確的是

A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移2mole生成4gH2

C.放電時每轉(zhuǎn)移Imol電子,正極:CI2+2e-=2C|-,理論上CQ,釋放0.5molCl2,故C錯誤;

D.充電過程中,陽極:2CI-2e=CI2,消耗氯離子,NaCl溶液濃度減小,故D錯誤;

故選Ao

6.(2021?遼寧卷)如圖,某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬化合物Li^Bi。下列說法正確的是

M極:液態(tài)Li/泡沫Ni

熔融LiCl和KC1

N極:液態(tài)Sb-Bi-Sn

A.放電時,M電極反應為Ni-2e-=Ni2+

B.放電時,L/由M電極向N電極移動

C.充電時,M電極的質(zhì)量減小

D.充電時,N電極反應為Li3Bi+3e-=3L「+Bi

【答案】B

【分析】由題干信息可知,放電時,M極由于Li比Ni更活潑,也比N極上的Sb、Bi、Sn更活潑,故M極

+

作負極,電極反應為:Li£=Li+,N極為正極,電極反應為:3Li-3e+Bi=Li3Bi,據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析可知,放電時,M電極反應為Lie=Li,,A錯誤;

B.由分析可知,放電時,M極為負極,N極為正極,故Li,由M電極向N電極移動,B正確;

C.由二次電池的原理可知,充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應互為逆過程,M電極的電極反應為:Li++e;

Li,故電極質(zhì)顯增大,C錯誤;

D.由二次電池的原理可知,充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應互為逆過程,充電時,N電極反應為

+

Li3Bi-3e=3Li+Bi,D錯誤;

故答案為:Bo

7.(2021?遼寧卷)利用o?3o(Q)與Ho《fOH(QHz)電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離C02的原理如圖。已

知氣體可選擇性通過膜電極,溶液不能通過。下列說法錯誤的是

a

電源

煙氣

(aCOj

A.a為電源負極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變

C.CO?在M極被還原D.分離出的C0?從出口2排出

【答案】C

【分析】

由題干信息可知,M極發(fā)生的是日QY^O轉(zhuǎn)化為吁Q^OH(QHZ)的過程,該過程是一個還原反

應,故M極為陰極,電極反應為:o?^2^BO+2H2O+2e=HO-^^-OH(QHI)+20H?故與M極相連的a

電極為負極,N極為陽極,電極反應為:(QHj)-2e=O^^2^ssO+2H+,b極為電源正極,據(jù)此

分析解題。

【詳解】A.由分析可知,a為電源負極,A正確;

B.由分析可知,根據(jù)電子守恒可知,溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變,B正確;

C.由分析可知,整個過程C02未被還原,C0?在M極發(fā)生反應為CO2+OH=HCO;,C錯誤;

D.由題干信息可知,M極上C02發(fā)生反應為:COz+OH—HCO;被吸收,HCO:向陽極移動,N極上發(fā)生的

+

反應為:HCO;+H=H2O+CO2t,故分離出的C0?從出口2排出,D正確;

故答案為:Co

8.(2021?內(nèi)蒙古卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體,可用如下圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜

中間層中的HQ解離為H+和OH,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是

電源

OO

OOHH

HCC

IIII2-石

H0—C一C—HO

鉛墨

(乙醛酸)I(乙二醛)

電H電

—極

極OO+

HHO

CHO0OR-

,II||2Br

C-HO—C—C—H

fz.-

一(乙醛酸)

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述電化學合成過程中只起電解質(zhì)的作用

Oo

Hnoo

B.陽極上的反應式為:0Ce+HO

--2

HO-C-C-H

C.制得2moi乙醛酸,理論上外電路中遷移了Imol電子

D.雙極膜中間層中的H'在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【分析】該裝置通電時,乙二酸被還原為乙醛酸,因此鉛電極為電解池陰極,石墨電極為電解池陽極,陽

極上Br■?被氧化為Bn將乙二醛氧化為乙醛酸,雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極,0H一移向

陽極。

【詳解】A.KBr在上述電化學合成過程中除作電解質(zhì)外,同時還是電解過程中陽極的反應物,生成的刖2

為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物,故A錯誤;

B.陽極上為B「失去電子生成Brz將乙二醛氧化為乙醛酸,故B錯誤;

C.電解過程中陰陽極均生成乙醛酸,lmol乙二酸生成lmol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,lmol乙二醛生成lmol

乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成lmol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為lmol,因此制得2mol乙醛

酸時,理論上外電路中遷移了2moi電子,故C錯誤;

D.由上述分析可知,雙極膜中間層的《在外電場作用下移向陰極,即H+移向鉛電極,故D正確;

綜上所述,說法正確的是D項,故答案為D。

.——年模擬?精選??碱}6—?

1.(2025?遼寧省沈陽市?三模)大連物化所鄧德會團隊通過惰性電極電解實現(xiàn)了空氣陰陽極同時活化制硝酸,

其電化學裝置如下圖所示,下列說法中錯誤的是

A.電流方向:正極-電極A-?電極BT負極B.電極電勢:A>B

C.Fe"是3Hq2=2OH+2H夕的催化劑D.消耗3moi02生成硝酸04moi

【答案】D

【詳解】A.在電解池中,電流從電源正極流出,經(jīng)過外電路流向電解池的陽極,再從電解池的陰極流回電

源負極,由圖可知電極A連接電源正極,為陽極,電源B連接電源負極,為陰極,所以該裝置.中電流方向

為:正極好電極A3電極負極,A正確;

B.在電解池中,陽極與電源正極相連,電勢高,陰極與電源負極相連,電勢低,電極A為陽極,電極B為

陰極,所以電極電勢:A>B,B正確;

C.由圖可知,F(xiàn)M+參與反應轉(zhuǎn)化為Fe3+,Fe3+是中間產(chǎn)物并參與循環(huán)轉(zhuǎn)化為Fe2+,Fe?+反應前后性質(zhì)和質(zhì)量

不變,故Fe2+是催化劑,C正確;

D.本裝置通過Nz和02制硝酸,N元素化合價從0價升高為+5;介,0元素化合價從。價降低為-2價,根據(jù)

電子守恒可得3moi。2可生成硝酸的物質(zhì)的量為:n(HNOJ=g^=L2mol,D錯誤;

故答案選Do

2.(2025?遼寧省撫順市六校協(xié)作體?三模)硅是目前已知比容量最高的鋰離子電池負極材料。某硅基鉆酸鋰

電池的工作原理如圖所示。已知充電時硅基電極反應式為Si+xe-xLi'LiS。下列說法正確的是

獨鹵流電浙J

Lii^CoO,/

LiCoO的版

LiPF?-LiAsF?鋰離子Li&),溶液

電解質(zhì)導體膜

A.右側(cè)電極通過鋰離子的脫嵌與嵌入實現(xiàn)充、放電

B.閉合心,Li-CoO/LiCoO?電極發(fā)生還原反應

C.閉合Ki,LijCoC^/LiCoO?電極的電極反應式為Li1,Co02-xe+xLi+=LiCo02

D.閉合G,當電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時,理論上左室電解質(zhì)質(zhì)量減少0.7g

【答案】A

【分析】由題干圖示信息可知,閉合Ki時,該裝置為原電池,Si電極為電池的負極,電極反應為:

+

LixSi-xe-=Si+xLi\Li—CoO2;匕(。02為正極,電極反應為:Li^CoO2+xLi+xe-=LiCoO2;當閉合作

+

時,該裝置為電解池,Si電極為電解池的陰極,電極反應為:Si+xe+xLi=LixSi,Li-CoO2/LiC。。?為陽

極,電極反應為:LiCoO2-xe-=Li^CoO2+xLi\據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析可知,放電時,右側(cè)電極為正極,電極反應式為〃_XCOQ+HZ+X"=LCOO2,

LQCOOZ/MCOO?也極發(fā)生Li?嵌入;閉合,該電池為電解池,電極為電池的陽極,陽極

+

的電極反應式為。CoO?-x"=Li^CoO2+xLi,Li}_KCoO2/LiCoO2電極發(fā)生Li+脫嵌,故A正確:

B.據(jù)分析,閉合心時是充電過程,即為電解池,Li-CoOz/LiCoO?電極為陽極,發(fā)生氧化反應,故B錯

誤;

C.據(jù)分析,閉合Ki時,LQCoCVLiCoOz電極為正極,電極反應為Li-CoO?+xe「+xLi=LCoO2,故C

錯誤;

D.閉合K2,左室電解質(zhì)中的Li+在陰極上與Si反應生成“Si,但是右側(cè)Li+會從陽極室穿過鋰離子導體膜移

動到陰極室,理論上左室電解質(zhì)質(zhì)量不變,故D錯誤;

故答案為A“

3.(2025?遼寧省協(xié)作體?二模)利用板狀碳封裝銀納米晶體(Ni@C)電催化將5—羥甲基糠醛(HMF)轉(zhuǎn)化為

2,5—吹喃二甲酸(FDCA),工作原理如圖所示。

卜.列說法正確的是

A.電極電勢:a>bB.該裝置工作時,W向b極移動

C.一段時間后陰極區(qū)pH不變D.產(chǎn)生Imol氣體X,雙極膜中質(zhì)量減少18g

【答案】C

【分析】HMF在b極發(fā)生氧化反應生成FDCA,則板狀碳封裝銀納米晶體是陽極、石墨烯是陰吸。

【詳解】A.板狀碳封裝銀納米晶體是陽極,b是電源正極、a是負極,電極電勢:a<b,故A錯誤;

B.板狀碳封裝銀納米晶體是陽極,電解池中陽離子向陰極移動,向a極移動,故B錯誤;

C.a是陰極,陰極水得電子生成氫氣和氫氧根離子,電路中轉(zhuǎn)移2moi電子,陰極生成lmol氫氣和2molOH-

同時雙極膜有2moiH+移入a極區(qū),所以陰極區(qū)pH不變,故C正確;

D.a為陰極,X為氫氣,則每產(chǎn)生ImolHz轉(zhuǎn)移2moi電子,雙極膜中2mol0H?有移向陽極,同時有2molH+

移向陰極,雙極膜中質(zhì)量減少36g,故D錯誤;

選Co

4.(2025?遼寧省名校聯(lián)盟?三模)鈉資源儲量豐富,便于開采,價格便宜,鈉離子電池有望成為下一代大規(guī)

模儲能電池。一種鈉離子儲能電池原理如下圖所示(電池工作前兩電極的質(zhì)量相等)。

下列說法錯誤的是

A.充電時,疏松多孔鈉電極接電源負極

B.放電時,電流由疏松多孔鈉電極經(jīng)NaPR有機溶液流向石墨電極

C.充電時,陽極電極反應式為Na3V2(POjOF-2"=NaV2(POjO2F+2Na+

D.放電時,電路中通過lmol電子,理論上疏松多孔鈉電極比石墨電極質(zhì)量少23g

【答案】D

【分析】當接通負載時,疏松多孔的鈉電極為負極,發(fā)生反應Na-e-=Na+,則石墨電極為正極;當接通

電源時,疏松多孔鈉電極為陰極,石墨電極為陽極。

【詳解】A.根據(jù)電池工作原理圖可知,放電時,疏松多孔鈉電極為負極,電極反應式為Na-d=Na+,石

墨電極為正極,電極反應式為NaV2(POjO2F+2e-+2Na+=Na3V2(POjO2F,因此充電時,鈉電極為陰

極,即疏松多孔鈉電極接電源負極,A項正確;

B.放電時,電流由正極經(jīng)外電路流向負極,再由負極經(jīng)溶液流向正極,故電流由疏松多孔鈉電極經(jīng)NaPR有

機溶液流向石墨電極,B項正確;

C.放電時,石墨電極為正極,電極反應式為NaV2(POJO2F+2e-+2Na+=Na3V2(POJO2F,則充電時、

陽極電極反應式為Na3V2(PO)O2F-2e=NaV2(PO4)2O2F+2Na\C項正確;

D.放電時,負極電極反應式為Na-e-=Na+,正極電極反應式為

+

NaV2(PO4)2O2F+2e-+2Na=Na,V2(PO4)2O2F,電路中通過lmol電子,理論上疏松多孔鈉電極質(zhì)量減少

lmolx23g/mol=23g,石墨電極質(zhì)量增加lmolx23g/mol=23g,則鈉電極比石墨電極質(zhì)量少23g-卜23g)=46g,D

項錯誤;

故選D。

5.(2025?遼寧省撫順市?二模)利用有機電化學合成1,2-二氯乙烷的裝置如圖所示。若該裝置工作時中間

室NaCI溶液的濃度通過調(diào)整保持不變,電解時陰極生成氣體的速率為xmoHr】,下列說法錯誤的是

力電源工

性CuCk

電乙烯

合成室

NaOH極NaCI

溶液M溶液N1,2-二氯乙烷

CuCl

離子交換僦I離急換膜II

A.電源中電勢比較:b>a

B.離子交換膜I為陰離子交換膜,離子交換膜I【為陽離子交換膜

C.合成室內(nèi)發(fā)生的反應為CH2=CH2+2CuCl2^CH2CICH2CI+2CuCI

D.中間室補充NaCI的速率為2xmoMri

【答案】B

【分析】由圖可知,右側(cè)電極上Cu的化合價由+1價升高為+2價,發(fā)生氧化反應,則電極N為陽極,電極

b為正極,所以電極M為陰極,可極a為負極,據(jù)此分析作答。

【詳解】A.根據(jù)上述分析可知,a為電源的負極,b為正極,故電源中電勢比較:b>a,A正確;

B.由圖可知,中間室內(nèi)的氯離子通過離子交換膜H,進入右室,最終和CuCl生成Cu02,左室H?得到電子,

生成出,OH-濃度增大,與中間室移動過來的Na+結(jié)合,生成NaOH,所以離子交換膜I為陽離子交換膜,H

為陰離子交換膜,B錯誤;

C.根據(jù)原子守恒可知,合成室內(nèi)發(fā)生的反應為:CH2=CH2+2CuCl2^CH2ClCH2CI+2CuCI,C正確:

D.電解時陰極生成氣體的速率為xmoghL根據(jù)陰極反應:2H"2e=H2個,根據(jù)電荷守恒可知,中間室移動

過來的Na+的速率為2xmol?hL故中間室補充NaCI的速率為2xrr)ol?hT,D正確;

故答案為:Bo

6.(2025?遼寧省部分學校?三模)為了減少工、業(yè)煙氣中余熱與CO?的排放,科研人員設計了一種熱再生電池

一一二氧化碳電化學還原池系統(tǒng),消除CO?的同時產(chǎn)生和CO,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是

Cu

A.裝置中A電極作正極

B.工作時,HCO;從左向右移動

C.陰極的電極反應為3CO2+2e-+H2O=CO+2HCO;

D.工作時,C電極生成2.24L(標準狀況)氧氣,A電極質(zhì)量減少12.8g

【答案】C

+

【分析】由裝置圖可知A電極上發(fā)生反應:CU+4CH3CN-C-=[CU(CH,CN)J,A電極作負極,B電極為正

極,正極發(fā)生反應:Cu2-+4CH3CN+e-=[Cu(CHqN)J,則電極D為陰極,電極反應:

3CO2+2e+H2O=CO+2HCO;,C電極為陽極,電極反應:4HCO;-4e=O2T+2H2O+4CO21,據(jù)此分

析解答。

【詳解】A.裝置中A電極上發(fā)生反應:Cu+4CH3CN-e=[Cu(CH3CN)4r,A電極作負極,A錯誤:

B.工作時,HCO;由陰極向陽極移動,即從右向左移動,B錯誤;

C.根據(jù)分析可知,陰極的電極反應為3co2+2c-+Hq=CO+2HCO「C正確:

D.若C極生成2.24L(標準狀況)。2,即生成O.lmol氧氣,轉(zhuǎn)移電子0.4mol,結(jié)合上述電極反應可知A電極

消耗04moicu,質(zhì)量減少25.6g,D錯誤;

故選C。

7.(2025?吉林省吉林市?二模)C02的捕集和利用是實現(xiàn)“雙碳〃目標的一個重要研究方向,我國設計C02熔

鹽捕獲與轉(zhuǎn)化裝置(左圖),可與太陽能電池裝置(圖)聯(lián)合實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)化。

下列有關說法正確的是

A.左圖裝置B電極應該與圖裝置Y電極相連

B.左圖裝置A電極反應式為:2cq;+4e=4CO240,

C.熔鹽可用CCl代替

D.理論上轉(zhuǎn)移0.5mol電子可捕獲標準狀況下CO?氣體2.8L

【答案】D

【分析】根據(jù)左圖可知A極102,發(fā)生氧化反應生成單質(zhì)02,所以A為陽極,B為陰極,陽極與電源

正極相接、陰極與電源負極相接,根據(jù)右圖可知,Y極為電源正極、X極為電源負極。陽極反應式為

2

2C2O;-4e=4CaT+O2T,陰極電極反應式為:CO;-+4e'=C+3O",以此解答該題。

【詳解】A.由分析可知,B為陰吸,丫極為電源正極,陰極與電源負極相接,B接太陽能電池的X電極,A

錯誤;

B.由分析知,左圖裝置A電極為陽極,陽極反應式為2czOj-Te'dCqf+OzT,B錯誤;

C.熔鹽提供離子導電,CCU是非電解質(zhì),無法導電,不能代替,C錯誤;

D.結(jié)合分析,A為陽極,電極反應式為2c2。;-4"=482個+<)2T,B為陰極,電極反應式為:

222

COj-+4e-=C+3O-,9與熔鹽反應生成C2O:和C*,CO2+0-=CO;~,2CO2+O-=C20;,通

逋電

過分析,總反應為co?C+OJ,理論上轉(zhuǎn)移4mol電子消耗lmolCO2,轉(zhuǎn)移0.5mol電子則可捕獲

0.125molCO2,可捕獲標準狀況下CO2氣體體積為2.8L,D正確;

故答案選D.

8.(2025?東北三省四市教研聯(lián)合體?一模)近期我國科技工作者研發(fā)了一種酸堿混合硝酸鋅電池,其工作原

理如圖所示,圖中“雙極膜”中間層中的Hq解離為H+和OH:并在電場作用下分別向兩極遷移。下列說法

A.M膜是陰離子交換膜,N膜是陽離子交換膜

B.鋅電極上的電勢比催化電極上的高

C.負極的反應式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH):

D.當雙極膜中有2moiH?O解離時,催化電極區(qū)H+減少。.5mol

【答案】B

【分析】根據(jù)圖中所示,鋅電極中的Zn在堿性溶液中失去電子生成Zn(OH):,故鋅電極為負極;NO:在

催化電極上發(fā)生反應轉(zhuǎn)化為NH:,N元素化合價降低,發(fā)生還原反應,催化電極為正極。根據(jù)電池放電時,

陰離了?移向負極,陽離子移向正極,雙極膜中的OFT通過M膜向負極移動,則M膜為陰離子交換膜,干通

過N膜向正極移動,則N膜為陽離子交換膜。據(jù)此答題。

【詳解】A.根據(jù)分析知,M膜是陰離子交換膜,N膜是陽離子交換膜,A正確:

B.催化電極是正極,鋅電極是負極,因此催化電極上的電勢比鋅電極上的高,B錯誤;

C.鋅電極作負極,負極區(qū)的反應式為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH):,C正確:

D.當雙極膜中有2moiH2。解離時,轉(zhuǎn)移同時會有2〃?o/"+移向催化電極(正極)區(qū),止極電極反應

式NO;+8e-+10H+=NH;+3HQ,根據(jù)電極反應可知,轉(zhuǎn)移2mo/eJ消耗2.5mH〃+,則催化電極區(qū)H卡凈減

少0.5mol,D正確;

故選Bo

9.(2025?吉林省?二模)一種SnBj-Br2雙膜二次電池,其示意圖如下。下列說法正確的是

已知:①M、N均為多孔石震烯電極;

②起始時I室(含儲液罐)溶液中只含amolSnBr2。

A.M極為電池的正極

B.充電過程中,II室中的NaBr溶液濃度逐漸增大

C.X膜、Y膜均為陰離子交換膜

D.放電后,I室中c(Sn4-):c(Sr")=4:l時,導線中傳導0.4amol電子

【答案】C

【分析】由圖可知,外電路連接用電器,為原電池,即放電,M極SM+失去電子發(fā)生氧化反應生成Sn",M

為負極,N極浪單質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應生成濱離子,N為正極,III室中溪離子進入II室,并繼續(xù)向I室

遷移,電池總反應為SnB”+Br2=SnBr4:充電時,負極接外電源負極做陰極,即M為陰極,N為陽極;

【詳解】A.由分析可知,M為電池負極,A錯誤;

B.放電時,III室浪單質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應生成濕離子,III室中澳離子進入II室,并繼續(xù)向I室遷移,

保證I室中溶液電中性,則充電過程相反,故充電過程中,II室中的NaBr溶液濃度不變,B錯誤:

C.由分析知,N極浪單質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應生成濱離子,N為正極,川室中澳離子進入II室,并繼續(xù)

向I室遷移,故X膜、Y膜均為陰離子交換膜,C正確;

D.起始時I室(含儲液罐)溶液中只含amolSnB1放電后,|室中c(Sn"):c(Sn")=4:1時,有[amolSM+

轉(zhuǎn)化為Sr?+,轉(zhuǎn)移電子gamoLD錯誤;

故本題選Co

10.(2025?吉林省東北三省教育教學聯(lián)合體?二模)為了減少工業(yè)煙氣中余熱與CO?的排放,科研人員設計

了一種熱再生電池.二氧化碳電化學還原池系統(tǒng),消除CO?的同時產(chǎn)生0?和新的能源CO,其JL作原理如圖

所示。下列說法錯誤的是

A.CU(CH3CN);中N提供孤電子對與CU,形成配位鍵

B.工作時,HCO;從右向左移動

C.陰極的電極反應為3co2+2e-+凡0=CO+2HCO;

D.工作時,C極生成L12L(標準狀況)氧氣,A極質(zhì)量減少6.4g

【答案】D

+

【分析】由裝置圖可知A電極上發(fā)生反應:Cu+4CH3CN-e=[Cu(CH3CN)4],A電極作負極,B電極為止極,

止極發(fā)生反應:Cu2++4CH3CN+e=[Cu(CH3CN)J,則電極D為陰極,電極反應:3CO2+2e+H2O=CO+2HCO;,

C電極為陽極,電極反應:4HCO;-4e=O2T+2H2O+4CO2T,據(jù)此分析解答。

【詳解】A.Cu(CH,CN);中Cu+的空軌道接受CH、CN中N提供孤電子對,形成配位鍵,A正確;

B.工作時,HCO;由陰極向陽極移動,即從右向左移動,B正確;

C.根據(jù)分析可知,陰極的電極反應為3co2+2e-+H2O=CO+2HCO;,C正確;

D.若C極生成1.12L(標準狀況)0”即生成0.05mol氧氣,轉(zhuǎn)移電子0.2mol,結(jié)合上述電極反應可知A電

極消耗02moicu,質(zhì)量減少12.8g,D錯誤;

故選Do

11.(2025?東北三省三校(哈爾濱師大附中、東北師大附中、遼寧省實驗中學)?一模)自由基電解法可將

有機物自由基和co?反⑻轉(zhuǎn)化為孩酸,已知芳香:\?可斷裂成一\和??兩

個自由基,其電解裝置如下圖所示。下列說法正確的是

b

C.當電路中通過Imol電子時,右側(cè)電極室溶液的質(zhì)量減少9g

D.左側(cè)電極室的電極反應方程式之一為??+CC>2+2e-+2H+=^>—COOH

【答案】C

【分析】由圖可知,CO2通入左側(cè)電極,發(fā)生還原反應,則左側(cè)電極為陰極,右側(cè)電極為陽極.以此解答。

【詳解】

A.手性碳原子是指與四個各不相同原子或基團相連的碳原子,分子中沒有手性碳原子,

A錯誤:

B.由分析可知,左側(cè)電極為陰極,右側(cè)電極為陽極,電源a端為負極,b端為正極,則電源a端電勢低于

b端,B錯誤;

+

C.右側(cè)電極為陽極,電極方程式為:2H2O-4e=O2T+4H,當電路中通過Imol電子時,生成O.25mol。2,同

時有ImolH?通過陽離子交換膜進入左室,質(zhì)鼠又減少1g,所以右側(cè)電極室溶液的質(zhì)量減少9g,C正確;

D.自由基電解法可將有機物自由基和CO?反應轉(zhuǎn)化為撥酸,左側(cè)電極反應方程式為:

++

?+CO2+e+H=<^>—COOH,~\+CO2+e+H=^^—CH2CH2COOH,D錯誤;

故選c。

12.(2025?黑龍江省九師聯(lián)盟?三模)近日,大連理工大學某團隊構建了一種釘基染料敏化光陽極,以LiBr

為電子傳輸中介,以水為氧源,實現(xiàn)了對烯燃的高效高選擇性光電催化環(huán)氧化。電化學裝置如圖所示:

卜.列說法錯誤的是

A.添加LiBr目的只是增強電解質(zhì)溶液的導電性

B.電子由FT。極經(jīng)外電路流向Pt極

C.陽極區(qū)能發(fā)生反應/、R+Br2+2H2。——>—R+2BL+2H.

D.標準狀況下,Pt極收集2.24L氣體時,有0.2moQ轉(zhuǎn)移

【答案】A

【分析】觀察圖示,光照射到染料分子,釋放出電子,發(fā)生氧化反應,F(xiàn)TO極為陽極,Pt極為陰極。

【詳解】

A.澳化鋰是強電解質(zhì),起兩個作用:一是增強電解質(zhì)溶液的導電性:二是提供浪離子,產(chǎn)生溟單質(zhì),利用

澳單質(zhì)氧化/入R制a一R,A項錯誤;

B.電子由陽極FT。極流出,經(jīng)外電路流向陰極Pt極,B項正確;

C.在陽極區(qū)澳單質(zhì)參與反應制備環(huán)氧烷:/入R+Br2+2H2?!籖+2Br+2H\C項正確:

D.Pt極反應式為2H12e-=H2人,標準狀況下,2.24LH2為O.lmo叫,生成O.lmolH2時有02moi-轉(zhuǎn)移,

D項正確;

故選A。

13.(2025?黑龍江省齊齊哈爾市?二模)與鋰離子電池相比,鎂離子電池因能量密度高、價格低廉而得到了

廣泛關注。一種Mg-PTO可充電電池示意圖如下。該電池分別以PTO(結(jié)構如標注框內(nèi)所示)材料和Mg為

電極,以Mg(CB“H|2)2溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是

A.充電時,Mg電極為陽極

B.放電時,正極區(qū)存在反應:MgPTO+2c-+Mg2+=MgfTO

C.放電時,PTO能通過GO膜進入左極室

D.充電時,外電路轉(zhuǎn)移0.1mol電子,左邊電極質(zhì)量減少1.2g

【答案】B

【分析】放電時Mg電極失電子轉(zhuǎn)化為Mg”,Mg電極為負極,發(fā)生氧化反應Mg-2e-=Mg”;PTO電極為

正極,發(fā)生還原反應PTO+2e\Mg2+=MgPTO、MgPTO+2e-4-Mg2+=MgJPTO;充電時,Mg電極為陰極,

發(fā)生還原反應Mg2++2e=Mg:PTO電極為陽極,發(fā)生氧化反應Mg2PTO-2e-=MgPTO+M*、

MgPTO-2e-=PTO+Mg3".

【詳解】A.放電時,Mg為負極,充電時Mg為陰極,故A錯誤;

B.放電時,PTO電極為正極,發(fā)生還原反應PTO+2e-+Mg2+=MgPTO、MgPTO+2e-+Mg2*=MgPTO,

故B正確;

C.圖中GO膜只允許Mg?*通過,能阻止PTO進入左極室,故C錯誤:

D.充電時,外電路轉(zhuǎn)移O.lmol電子,左側(cè)反應為Mg2++2e'Mg,左側(cè)有O.OSmolMg?+轉(zhuǎn)化成Mg,使得左

邊電極質(zhì)量增加L2g,故D錯誤;

選Bo

14.(2025?黑龍江省教育學會示范性高中?一模)近日,大連理二大學李斐科研團隊構建了一種釘基染料敏

化光陽極,以LiBr為電子傳輸中介,以水為氧源,實現(xiàn)了對烯燃的高效高選擇性光電催化環(huán)氧化,其工作

卜列說法正確的是

A.LiBr僅起增強導電性的作用

D.若R為CH、一,理論上每生成29g叢,同時生成2gH,

【答案】B

【分析】Pt電極上H?發(fā)生還原反應,為陰極,釘基上烯燃發(fā)生氧化反應,為陽極。

【詳解】A.在該光電催化環(huán)氧化體系中,LiBr不僅起增強導電性的作用,還能作為電子傳輸中介參與反應

過程。所以LiBr的作用不只是增強導電性,A選項錯誤。

Br

B.陽極區(qū)的烯燃可能和液發(fā)生加成反應生成副產(chǎn)物\,B選項正確;

Br

C.陰極區(qū)發(fā)生還原反應2H++2e=H2個,C選項錯誤;

D.陽極區(qū)發(fā)生反應/^R+H2O-2e=/〈+2H+,若R為CH,一,理論上每生成29g叢即0.5mol,轉(zhuǎn)

RR

移電子lmoL故生成氫氣0.5mol,即lg,D選項錯誤:

故選B。

15.(2025?黑龍江省齊齊哈爾市?一模)2024年,吉林大學科學團隊采用等離子體Au納米粒子(可吸收可見

光,產(chǎn)生電子)修飾的缺陷氮化碳(AU-NV-C3N4)光電正極,建立了一種新型雙功能輔助Li-Nz電池系統(tǒng),總反應

為6Li+N2=2Li3N,結(jié)構示意圖和光電正極的工作原理如圖所示,下列說法正砸的是

)Au納米粒f*WikN-C3N4

A.N可以捕獲光生電子用于氧化N2

B.放電時,電流由a電極沿導線流向b電極

C.產(chǎn)生lA?h電荷量時,生成Li3N的質(zhì)量與消耗叱的質(zhì)量比為5:2

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電,消耗0.7gLi時,鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【答案】C

【分析】由電子移動方向可知,a電極為原電池的負極,鋰失去電子發(fā)生氧化反應生成鋰離子,電極反應式

為Li-e-=Li+,b電極為正極,鋰離子作用下氮氣在催化劑表面得到電子發(fā)生還原反應生成氮化鋰,電極反

+

應式為N2+6e-+6Li=2Li3No

【詳解】A.由分析可知,b電極為正極,鋰離子作用下氮氣在催化劑表面得到電子發(fā)生還原反應生成氮化

鋰,故A錯誤:

B.由分析可知,a電極為原電池的負極,b電極為正極,則放電時,電流由b電極沿導線流向a電極,故B

錯誤;

C.由分析可知,b電極為正極,鋰離子作用下氮氣在催化劑表面得到電子發(fā)生還原反應生成氮化鋰,電極

反應式為N2+6e-+6L=2Li3N,由電極反應式可知,生成氮化鋰和消耗氮氣的質(zhì)量比為70:28=5:2,故C正

確;

D.鉛蓄電池充電時的總反應為2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2so4,反應消耗2moi水時,轉(zhuǎn)移2moi電子,則

由得失電子數(shù)目守恒可知,充電消耗0.7g鋰時,鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為?7^xlxl8g/mol=1.8g,故D

錯誤;

故選Co

16.(2025?內(nèi)蒙古烏蘭察布市?二模)水系鈉離子電池有望代替鋰離子電池和鉛酸電池,工作原理如圖所示,

以TiO?光電極作輔助電極,充電時TiO?光電極受光激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴,空穴作用下Nai轉(zhuǎn)化為Nai一下

列說法錯誤的是

--------低壓直流電源-------

多極鈉圈子交聲膜多極

MNTiO?光電極

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