北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
第八章 化学反应与电能
考点1 原电池原理及其应用
1.(2024湖南,1,3分)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是( )
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
答案 D
2.(2024北京,3,3分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列
说法正确的是( )
A.石墨作电池的负极材料
B.电池工作时,NH+向负极方向移动
4
C.MnO 发生氧化反应
2
D.锌筒发生的电极反应为Zn-2e- Zn2+
答案 D
3.(2024江苏,8,3分)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO +H O ZnO+2MnOOH,电池
2 2
构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.电池工作时,MnO 发生氧化反应
2
B.电池工作时,OH-通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低,不利于电池放电
第 1 页 共 28 页第 1 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
D.反应中每生成1molMnOOH,转移电子数为2×6.02×1023
答案 C
4.(2024安徽,11,3分)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分
别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO
4
和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为I- +Zn Zn2++3I-
3
C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D.放电时,消耗0.65 g Zn,理论上转移0.02 mol电子
答案 C
5.(2024全国甲,12,6分)科学家使用δ-MnO 研制了一种MnO -Zn可充电电池(如图所
2 2
示)。电池工作一段时间后,MnO 电极上检测到MnOOH和少量ZnMn O 。下列叙述正确的是
2 2 4
( )
A.充电时,Zn2+向阳极方向迁移
B.充电时,会发生反应Zn+2MnO ZnMn O
2 2 4
C.放电时,正极反应有MnO +H O+e- MnOOH+OH-
2 2
D.放电时,Zn电极质量减少0.65 g,MnO 电极生成了0.020 mol MnOOH
2
第 2 页 共 28 页第 2 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 C
6.(2024新课标,12,6分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化
消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血
糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是( )
A.电池总反应为2C H O +O 2C H O
6 12 6 2 6 12 7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
答案 C
(2024河北)阅读以下材料,完成7~8题。
我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO 电池,以Mg(TFSI) 为电解质,电解
2 2
液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO ,使放电时CO 还原产物为MgC O 。该设计克服
2 2 2 4
了MgCO 导电性差和释放CO 能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶剂化环境,提高了电
3 2
池充放电循环性能。
7.(2024河北,13,3分)下列说法错误的是( )
A.放电时,电池总反应为2CO +Mg MgC O
2 2 4
B.充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时,电子由Mg电极流向阳极,Mg2+向阴极迁移
第 3 页 共 28 页第 3 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
D.放电时,每转移1 mol电子,理论上可转化1 mol CO
2
答案 C
8.(2024河北,14,3分)对上述电池放电时CO 的捕获和转化过程开展了进一步研究,电极
2
上CO 转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
2
下列说法错误的是( )
A.PDA捕获CO 的反应为 +CO
2 2
O*- O2-
2 4
B.路径2是优先路径,速控步骤反应式为*C + +e- *C
2
+
C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同;路径2、3起始物相同但产物不同
D.三个路径速控步骤均涉及*CO*-转化,路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
2
第 4 页 共 28 页第 4 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 D
9.(2023全国乙,12,6分)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。
一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷
涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:
1 1 1 x x
S +e- S2- , S2- +e- S2- ,2Na++ S2- +2(1- )e- Na S
2 8 2 8 2 8 4 4 4 4 2 x
下列叙述错误的是( )
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
x
C.放电时正极反应为:2Na++ S +2e- Na S
8 8 2 x
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
答案 A
10.(2023新课标,10,6分)一种以V O 和Zn为电极、Zn(CF SO ) 水溶液为电解质的电池,
2 5 3 3 2
其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V O 层间形成Zn V O ·nH O。下列说法错误的
2 5 x 2 5 2
是( )
A.放电时V O 为正极
2 5
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V O +nH O Zn V O ·nH O
2 5 2 x 2 5 2
D.充电阳极反应:Zn V O ·nH O-2xe- xZn2++V O +nH O
x 2 5 2 2 5 2
答案 C
11.(2023山东,11,4分)(双选)利用热再生氨电池可实现CuSO 电镀废液的浓缩再生。电
4
池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO 电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池
4
开始工作。下列说法正确的是( )
第 5 页 共 28 页第 5 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.甲室Cu电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为Cu2++4NH [Cu(NH ) ]2+
3 3 4
D.NH 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
3
答案 CD
12.(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+SO2-+2Fe3+ PbSO +2Fe2+
4 4
答案 B
13.(2022广东,16,4分)科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质,发展了一种无需离子交换膜的
2 4
新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:
NaTi (PO ) +2Na++2e- Na Ti (PO )
2 4 3 3 2 4 3
下列说法正确的是
( )
第 6 页 共 28 页第 6 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的pH减小
C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.每生成1 mol Cl ,电极a质量理论上增加23 g
2
答案 C
14.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图
如下。下列说法错误的是
( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:2H O+2e- 2OH-+H ↑
2 2
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂—海水电池属于一次电池
答案 B
15.(2022全国甲,10,6分)一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示[KOH
2
溶液中,Zn2+以Zn(OH) 2- 存在]。电池放电时,下列叙述错误的是
4
( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO2-
通过隔膜向Ⅱ区迁移
4
C.MnO 电极反应:MnO +4H++2e- Mn2++2H O
2 2 2
2-
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO +4H+ Zn(OH) +Mn2++2H O
2 4 2
答案 A
第 7 页 共 28 页第 7 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
16.(2022全国乙,12,6分)Li-O 电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近
2
年来,科学家研究了一种光照充电Li-O 电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子
2
(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e- Li)和阳极反应(Li O +2h+ 2Li++O )对电池
2 2 2
进行充电。下列叙述错误的是
( )
A.充电时,电池的总反应Li O 2Li+O
2 2 2
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,正极发生反应O +2Li++2e- Li O
2 2 2
答案 C
17.(2022浙江1月选考,21,2分)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图
所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)
和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=(E-
常数)/0.059。下列说法正确的是
( )
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为 AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(0.1
mol·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时,电能转化为化学能
答案 C
第 8 页 共 28 页第 8 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
18.(2019海南单科,8,4分)(双选)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是
Ag/Ag O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应为Ag O+Zn+H O 2Ag+Zn(OH) ,下
2 2 2 2
列说法正确的是( )
A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低
B.电池工作过程中,电解液中OH-向负极迁移
C.负极发生反应Zn+2OH--2e- Zn(OH)
2
D.正极发生反应Ag O+2H++2e- Ag+H O
2 2
答案 BC
19.(2018课标Ⅲ,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
答案 A
20.(2017浙江11月选考,17,2分)金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正
确的是( )
A.金属M作电池负极
B.电解质是熔融的MO
C.正极的电极反应O +4e-+2H O 4OH-
2 2
D.电池反应2M+O +2H O 2M(OH)
2 2 2
答案 B
21.(2016课标Ⅱ,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列
叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+
B.正极反应式为Ag++e- Ag
第 9 页 共 28 页第 9 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H O Mg(OH) +H ↑
2 2 2
答案 B
22.(2016浙江理综,11,6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,
有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式
为:4M+nO +2nH O 4M(OH)
2 2 n
已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列
说法不正确的是( )
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极
表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高
C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO +2nH O+4ne- 4M(OH)
2 2 n
D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH) ,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
2
答案 C
23.(2015课标Ⅰ,11,6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,
错误
其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法 的是( )
··
A.正极反应中有CO 生成
2
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C H O +6O 6CO +6H O
6 12 6 2 2 2
答案 A
24.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的
说法正确的是( )
第 10 页 共 28 页第 10 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.反应 CH +H O 3H +CO,每消耗1 mol CH 转移12 mol 电子
4 2 2 4
B.电极A上H 参与的电极反应为:H +2OH--2e- 2H O
2 2 2
C.电池工作时,CO2-向电极B移动
3
D.电极B上发生的电极反应为:O +2CO +4e- 2CO2-
2 2 3
答案 D
25.(2015天津理综,4,6分)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和
水分子通过。下列有关叙述正确的是 ( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO2- )减小
4
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
答案 C
26.(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl 2AgCl。
2
下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e- Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
答案 D
第 11 页 共 28 页第 11 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
27.(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O 在正极放电的是 ( )
2
A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池
答案 B
28.(2018天津理综,10,14分)CO 是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答
2
下列问题:
(1)CO 可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO 主要转化为 (写离子符
2 2
号);若所得溶液c(HCO- )∶c(CO2- )=2∶1,溶液pH= 。(室温下,H CO 的K =4×10-
3 3 2 3 1
7;K =5×10-11)
2
(2)CO 与CH 经催化重整,制得合成气:
2 4
CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H (g)
4 2 2
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
C— C H—
化学键
H O H
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH= 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积
可变)中,加入CH 和CO 各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热
4 2
量较多的是 (填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH 和CO ,在恒压下发生反应,温度对CO和H 产率的影响如图1
4 2 2
所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是
。
图1
(3)O 辅助的Al-CO 电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO ,电池
2 2 2
反应产物Al (C O ) 是重要的化工原料。
2 2 4 3
第 12 页 共 28 页第 12 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
图2
电池的负极反应式: 。
电池的正极反应式:6O +6e- 6O-
2 2
6CO
+6O-
3C
O2-
+6O
2 2 2 4 2
反应过程中O 的作用是 。
2
该电池的总反应式: 。
答案
(14分)(1)CO2-
10
3
(2)①+120 kJ·mol-1 B
②900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低
(3)Al-3e- Al3+(或2Al-6e- 2Al3+) 催化剂
2Al+6CO Al (C O )
2 2 2 4 3
考点2 电解原理及其应用
1.(2024黑、吉、辽,12,3分)“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H 的方法,装
2
1
置如图所示。部分反应机理为 + H 。
2 2
下列说法错误的是( )
第 13 页 共 28 页第 13 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.相同电量下H 理论产量是传统电解水的1.5倍
2
B.阴极反应:2H O+2e- 2OH-+H ↑
2 2
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-+4OH- 2HCOO-+2H O+H ↑
2 2
答案 A
2.(2024山东,13,4分)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采
用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H 和O ,装置如图所示。
2 2
下列说法错误的是( )
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
C.电解总反应式为Br-+3H O
BrO-
+3H ↑
2 3 2
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2
答案 B
3.(2024贵州,11,3分)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。
光阳极发生反应:HCO-
+H O
HCO- +2H++2e-,HCO-
+H O
HCO-
+H O 。体系中
3 2 4 4 2 3 2 2
H O 与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
2 2
下列说法错误的是( )
第 14 页 共 28 页第 14 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
B.阴极反应式为O +2H++2e- H O
2 2 2
C.光阳极每消耗1molH O,体系中生成2molH O
2 2 2
D.H O 在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
2 2
答案 C
4.(2024湖南,10,3分)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K C N 时,伴随少量O
4 6 16 2
生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.电解时,OH-向Ni电极移动
B.生成C N4- 的电极反应:2C N H +8OH--4e- C N4- +8H O
6 16 3 8 4 6 16 2
C.电解一段时间后,溶液pH升高
D.每生成1 mol H 的同时,生成0.5 mol K C N
2 4 6 16
答案 B
5.(2024广东,16,4分)一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图,可用于湿法冶铁的研究。
电解过程中,下列说法不正确的是( )
A.阳极反应:2Cl--2e- Cl ↑
2
B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C.理论上每消耗1 mol Fe O ,阳极室溶液减少213 g
2 3
D.理论上每消耗1 mol Fe O ,阴极室物质最多增加138 g
2 3
答案 C
第 15 页 共 28 页第 15 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
6.(2023全国甲,12,6分)用可再生能源电还原CO 时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中
2
的析氢反应能提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确
的是( )
A.析氢反应发生在IrO -Ti电极上
x
B.Cl-从Cu电极迁移到IrO -Ti电极
x
C.阴极发生的反应有:2CO +12H++12e- C H +4H O
2 2 4 2
D.每转移1 mol电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案 C
7.(2023辽宁,7,3分)某无隔膜流动海水电解法制H 的装置如下图所示,其中高选择性催
2
化剂PRT可抑制O 产生。下列说法正确的是( )
2
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H
2
第 16 页 共 28 页第 16 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生:Cl-+H O-2e- HClO+H+
2
答案 D
8.(2023浙江1月选考,11,3分)在熔融盐体系中,通过电解TiO 和SiO 获得电池材料
2 2
(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极,发生氧化反应
B.电极A的电极反应:8H++TiO +SiO +8e- TiSi+4H O
2 2 2
C.该体系中,石墨优先于Cl-参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
答案 C
9.(2022北京,13,3分)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
电解质溶
装置 序号 实验现象
液
0.1 mol·L-1
阴极表面产生无色气体,一段时间后阴
CuSO + 少
4
① 极表面有红色固体,气体减少。经检验,
量H SO 溶
2 4
电解液中有Fe2+
液
0.1 mol·L-1 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴
② CuSO + 过极表面有致密红色固体。经检验,电解
4
量氨水 液中无Fe元素
下列分析不正确的是
( )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减小,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应: Fe+2H+ Fe2++H ↑、Fe+Cu2+ Fe2++Cu
2
C.随阴极析出铜,推测②中溶液c(Cu2+)减小,Cu2++4NH [Cu(NH ) ]2+平衡逆向移动
3 3 4
D.②中Cu2+生成[Cu(NH ) ]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密
3 4
第 17 页 共 28 页第 17 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 C
10.(2022广东,10,2分)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行
电解,实现Al的再生。该过程中
( )
A.阴极发生的反应为Mg-2e- Mg2+
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
答案 C
11.(2022海南,9,4分)一种采用H O(g)和N (g)为原料制备NH (g)的装置示意图如下。
2 2 3
下列有关说法正确的是
( )
A.在b电极上,N 被还原
2
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变
D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
答案 A
12.(2022河北,12,4分)(双选)科学家研制了一种能在较低电压下获得氧气和氢气的电化
学装置,工作原理示意图如下。
下列说法正确的是
( )
A.电极b为阳极
B.隔膜为阴离子交换膜
C.生成气体M与N的物质的量之比为2∶1
第 18 页 共 28 页第 18 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
D.反应器Ⅰ中反应的离子方程式为4[Fe(CN) ]3-+4OH- 4[Fe(CN) ]4-+O ↑+2H O
6 6 2 2
答案 BD
13.(2022湖北,14,3分)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备 Li[P(CN) ],
2
过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是
( )
A.生成1 mol Li[P(CN) ],理论上外电路需要转移2 mol电子
2
B.阴极上的电极反应为P +8CN--4e- 4[P(CN) ]-
4 2
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H 中的氢元素来自LiOH
2
答案 D
14.(2022山东,13,4分)(双选)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境 pH稳定,借助
其降解乙酸盐生成CO ,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO (s)转化为Co2+,工作时保持
2 2
厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电
池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCoO +2H O+e- Li++Co2++4OH-
2 2
D.若甲室Co2+减少200 mg,乙室Co2+增加300 mg,则此时已进行过溶液转移
答案 BD
15.(2022浙江1月选考,9,2分)下列说法正确的是
( )
A.铁与碘反应易生成碘化铁
B.电解ZnSO 溶液可以得到Zn
4
C.用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁
D.SO 通入BaCl 溶液中生成BaSO 沉淀
2 2 3
第 19 页 共 28 页第 19 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 B
16.(2022 浙江 6 月选考,21,2 分)通过电解废旧锂电池中的 LiMn O 可获得难溶性的
2 4
Li CO 和MnO ,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。
2 3 2
电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
( )
A.电极A为阴极,发生还原反应
B.电极B的电极反应:2H O+Mn2+-2e- MnO +4H+
2 2
C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变
D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na CO 溶液以获得Li CO
2 3 2 3
答案 C
17.(2017课标Ⅱ,11,6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电
解质溶液一般为H SO -H C O 混合溶液。下列叙述错误的是( )
2 4 2 2 4
A.待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为:Al3++3e- Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
答案 C
18.(2015福建理综,11,6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将
H O和CO 转化为O 和燃料(C H O)。下列说法正确的是( )
2 2 2 3 8
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1 mol O ,有44 g CO 被还原
2 2
D.a电极的反应为:3CO +18H+-18e- C H O+5H O
2 3 8 2
答案 B
第 20 页 共 28 页第 20 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
19.(2015四川理综,4,6分)用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH
为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH--2e- ClO-+H O
2
C.阴极的电极反应式:2H O+2e- H ↑+2OH-
2 2
D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+ N ↑+2CO ↑+5Cl-+H O
2 2 2
答案 D
20.(2018课标Ⅱ,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO 二次电池。
2
将NaClO 溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池
4
的总反应为:3CO +4Na 2Na CO +C。下列说法错误的是( )
2 2 3
A.放电时,ClO-
向负极移动
4
B.充电时释放CO ,放电时吸收CO
2 2
C.放电时,正极反应为:3CO +4e- 2CO2- +C
2 3
D.充电时,正极反应为:Na++e- Na
答案 D
21.(2016课标Ⅲ,11,6分)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为
KOH溶液,反应为2Zn+O +4OH-+2H O 2Zn(OH)2-。下列说法正确的是( )
2 2 4
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e- Zn(OH)2-
4
D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
第 21 页 共 28 页第 21 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 C
充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH)2-
4
2Zn+O ↑+4OH-+2H O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应
2 2
为Zn+4OH--2e- Zn(OH)2- ,故C项正确;每消耗1 mol O 电路中通过4 mol电子,故
4 2
D项错误。
22.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反
应为:Li CoO +Li C LiCoO +C (x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
1-x 2 x 6 2 6
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为Li C -xe- xLi++C
x 6 6
C.充电时,若转移1 mol e-,石墨(C )电极将增重7x g
6
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO -xe- Li CoO +xLi+
2 1-x 2
答案 C
23.(2014课标Ⅱ,12,6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体
系。下列叙述错误的是 ( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn O Li Mn O +xLi
2 4 1-x 2 4
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
答案 C
24.(2014大纲全国,9,6分)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢
不正确
化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法 的是( )
···
A.放电时正极反应为:NiOOH+H O+e- Ni(OH) +OH-
2 2
B.电池的电解液可为KOH溶液
第 22 页 共 28 页第 22 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.充电时负极反应为:MH+OH- H O+M+e-
2
D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高
答案 C
25.(2014上海单科,12,3分)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管
中。下列分析正确的是( )
A.K 闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e H ↑
1 2
B.K 闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
1
C.K 闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
2
D.K 闭合,电路中通过0.002N 个电子时,两极共产生0.001 mol气体
2 A
答案 B
26.(2014广东理综,11,4分)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为
Cu,则( )
A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e- Cu
答案 A
27.(2014天津理综,6,6分)已知:
锂离子电池的总反应为:Li C+Li CoO C+LiCoO
x 1-x 2 2
锂硫电池的总反应为:2Li+S Li S
2
有关上述两种电池说法正确的是( )
第 23 页 共 28 页第 23 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
答案 B
28.(2016天津理综,10,14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应
用三个环节。
回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是 (至少答出两点)。
但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:
。
(2)氢气可用于制备H O 。已知:
2 2
H (g)+A(l) B(l) ΔH
2 1
O (g)+B(l) A(l)+H O (l) ΔH
2 2 2 2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H (g)+O (g) H O (l)的ΔH
2 2 2 2
0(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MH (s)+yH (g) MH (s) ΔH<0达到化学
x 2 x+2y
平衡。下列有关叙述正确的是 。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H 只需1 mol MH
2 x
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为 。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na FeO ,同时获得氢
2 4
气:Fe+2H
2
O+2OH- Fe
O2
4
-
+3H
2
↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生
成紫红色FeO2- ,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色
4
物质。已知:Na FeO 只在强碱性条件下稳定,易被H 还原。
2 4 2
图1 图2
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为
。
第 24 页 共 28 页第 24 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
③c(Na FeO )随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na FeO )低
2 4 2 4
于最高值的原因:
。
答案 (共14分)(1)污染小 可再生 来源广 资源丰富 燃烧热值高(任写其中2个)
H +2OH--2e- 2H O
2 2
(2)< (3)ac
(4)光能转化为化学能
(5)①阳极室
②防止Na FeO 与H 反应使产率降低
2 4 2
③M点:c(OH-)低,Na FeO 稳定性差,且反应慢
2 4
N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH) (或Fe O )生成,使Na FeO 产率降低
3 2 3 2 4
29.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH
可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电
解液为 溶液(填化学式),阳极电极反应式为 ,电解过程中Li+向
电极迁移(填“A”或“B”)。
(2)利用钴渣[含Co(OH) 、Fe(OH) 等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
3 3
Co(OH) 溶解还原反应的离子方程式为 。铁
3
渣中铁元素的化合价为 。在空气中煅烧CoC O 生成钴氧化物和CO ,测得
2 4 2
充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO 体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为
2
。
答案 (1)LiOH 2Cl--2e- Cl ↑ B
2
(2)2Co(OH) +SO2- +4H+ 2Co2++SO2- +5H O
3 3 4 2
[或Co(OH) +3H+ Co3++3H O,2Co3++SO2- +H O 2Co2++SO2- +2H+] +3 Co O
3 2 3 2 4 3 4
第 25 页 共 28 页第 25 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
30.(2014山东理综,30,16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、
Al
Cl-和AlCl-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
2 7 4
(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与
电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl 水溶液作
3
电解液,则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,
所得还原产物的物质的量为 mol。
(3)用铝粉和Fe O 做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
2 3
a.KCl b.KClO c.MnO d.Mg
3 2
取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H SO ,滴加KSCN溶液无明显现象,
2 4
(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe O ,理由是
2 3
(用离子方程式说明)。
答案 (1)负 4Al
Cl-
+3e-
Al+7AlCl-
H
2 7 4 2
(2)3
(3)b、d 不能 Fe O +6H+ 2Fe3++3H O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+
2 3 2
3Fe2+)
考点3 金属的腐蚀与防护
1.(2024广东,5,2分)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江
口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有
关说法正确的是( )
A.钢铁外壳为负极
B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法
D.锌发生反应:Zn-2e- Zn2+
答案 D
2.(2024浙江6月选考,13,3分)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、
所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图:
图1 图2
第 26 页 共 28 页第 26 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
下列说法正确的是( )
A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O +4e-+2H O 4OH-
2 2
C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应
答案 B
3.(2024浙江1月选考,13,3分)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成
[Zn(NH ) ]2+和H 。下列说法不正确的是( )
3 4 2
A.氨水浓度越大,腐蚀趋势越大
B.随着腐蚀的进行,溶液的pH变大
C.铁电极上的电极反应式为2NH +2e- 2NH- +H ↑
3 2 2
D.每生成标准状况下224 mL H ,消耗0.010 mol Zn
2
答案 C
4.(2022广东,11,4分)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的
镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被
腐蚀的是
( )
A.加入AgNO 溶液产生沉淀
3
B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C.加入KSCN溶液无红色出现
D.加入K [Fe(CN) ]溶液无蓝色沉淀生成
3 6
答案 D
5.(2022湖北,6,3分)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是
( )
A.滴入酚酞溶液 B.吸氧腐蚀
第 27 页 共 28 页第 27 页 共 28 页
北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.钠的燃烧 D.石蜡油的热分解
答案 C
6.(2020江苏,11,4分)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在
下图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
答案 C
第 28 页 共 28 页
