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
第 1 节 原电池原理及其应用
五年高考
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.★(教考衔接:人教版选择性必修1第四章第一节·练习与应用)(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)
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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
4.★★(创新点:结合化学键辨析)(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 和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
4
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
I-
B.电池总反应为 3+Zn Zn2++3I-
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
三年模拟
5.★★(2025届吉林梅河口五中开学考,8)某实验小组用纳米结构的硼掺杂金刚石电极
构建全碱性肼(l)—硝酸根燃料电池(如图所示)。已知:双极膜由阴、阳离子膜组成,双
极膜中水电离出OH-和H+,在电场力作用下向两极迁移。下列叙述错误的是( )
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A.电极a为负极,电极b为正极
B.电极b上的电极反应式为NO- +6H O+8e- NH +9OH-
3 2 3
C.电极a上生成5.6 g N 时,有0.8 mol H+向电极a迁移
2
D.转移1 mol电子时,负极区溶液质量增重10 g
答案 C
6.★★(2025届贵州贵阳一中9月月考,7)下图是一种利用光能处理废水中苯酚的装置。
下列有关说法错误的是( )
A.a极是正极
B.H+由负极区(Ⅱ区)穿过质子交换膜移入正极区(Ⅰ区)
C.b极的电极反应式为WO +xH++xe- H WO
3 x 3
D.若有1 mol电子通过导线,Ⅰ、Ⅱ两区域中溶液质量共增加1 g
答案 C
7.★★(2024海南部分学校三模,8)“浓差电池”是利用同种电解质溶液浓度不同引起
电势差的一种装置,其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散,进而形成电流。某浓差电
池的模拟装置如图所示。已知:两电极银的质量均为300 g。下列叙述正确的是( )
A.Ag(1)电极为负极,发生氧化反应
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B.NO-
由右侧向左侧迁移
3
C.电池停止工作时两电极的质量差为432 g
D.电池放电时将化学能全部转化成电能
答案 C
8.★★(2025届湖北武汉一调,14)一种微生物燃料电池可将醋酸盐作为燃料转化为对环
境友好的产物,其原理如下图所示。双极膜间的H O解离为H+和OH-并分别向两极迁移。
2
下列说法错误的是( )
A.电极b的电势高于电极a的电势
B.电池工作时,双极膜中H+向电极a迁移
C.电极a的反应为CH COO--8e-+2H O 2CO ↑+7H+
3 2 2
D.理论上,消耗的CH COO-与O 的物质的量之比为1∶2
3 2
答案 B
第 2 节 电解原理及其应用
五年高考
1.★(创新点:固体电解池中水呈气态)(2024甘肃,7,3分)某固体电解池的工作原理如
图所示,下列说法错误的是( )
A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B.电极2是阴极,发生还原反应:O +4e- 2O2-
2
C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2
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D.理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H O
2
答案 B
2.★★[创新点:非水体系电解质(固体氧化物)](2022海南,9,4分)一种采用H O(g)和
2
N (g)为原料制备NH (g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是( )
2 3
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
3.★★(2023辽宁,11,3分)某低成本储能电池原理如图所示。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
4.★★(教考衔接:人教版选择性必修1第四章第二节·资料卡片)(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 生成,电解原理如图所
4 6 16 2
示,下列说法正确的是( )
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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.★★(创新点:与化学反应机理图结合)(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 HC
3 2
O-+2H++2e-,HCO-+H O HCO-+H O 。体系中H O 与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产
4 4 2 3 2 2 2 2
生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是( )
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1 mol H O,体系中生成2 mol H 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
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6.★★(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下图是在酸性介
质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是( )
A.电极a为阴极
B.H+从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为 +2H O-6e- +6H+
2
D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸
答案 D
7.★★(2024广西,9,3分)某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF 的二甲氧基乙
6
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( )
A.外电路通过1 mol电子时,理论上两电极质量变化的差值为23 g
B.充电时,阳极电极反应为Na V (PO ) -xe- Na V (PO ) +xNa+
3 2 4 3 3-x 2 4 3
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NaPF 的水溶液替换
6
答案 A
8.★★(创新点:电化学与协同反应)(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
2
O ,装置如图所示。
2
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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 Br
O-
+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
三年模拟
9.★★(2024河北秦皇岛二模,9)目前报道的电催化还原N 制NH 主要有下图所示的类
2 3
型:
下列说法错误的是( )
A.a、c的电解总反应相同
B.a、c的阳极发生的反应相同
C.b的阴极反应为N +3H O+6e- 2NH +3O2-
2 2 3
D.每生成1 mol NH ,a、b、c中转移的电子数均相同
3
答案 B
10.★★(2025届四川泸县五中9月月考,12)FFC熔盐电解法可以直接电解TiO 固体制
2
备海绵钛,电解分为四个阶段。第一阶段:TiO →Ti O →Ti O →Ti O →TiO,且每一步均
2 4 7 3 5 2 3
生成CaTiO 。第二阶段:TiO与CaTiO 生成CaTi O 。第三阶段:CaTi O 生成TiO和
3 3 2 4 2 4
Ca2+。第四阶段:TiO生成海绵钛。装置工作原理如图所示:
第 8 页 共 28 页第 8 页 共 28 页
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下列说法错误的是( )
A.a为电源正极
B.装置工作一段时间,应及时补充石墨电极材料
C.第三阶段发生反应:CaTi O +2e- 2TiO+Ca2++2O2-
2 4
D.装置中转移4 mol电子时,有4 mol的阴离子移向阳极
答案 D
11.★★(2024河南郑州三模,12)光电合成H O 、HClO绿色消毒剂具有巨大的潜力。下
2 2
图中的电解池以含In S /MnIn S S型异质结双功能催化剂为电极材料电解NaCl溶液,
2 3 2 4
实现了同时生成H O 和HClO。下列说法错误的是 ( )
2 2
A.b电极的电势高于a电极
B.电解过程中Ⅱ池pH变小
C.离子交换膜为阳离子交换膜,Ⅱ池溶液质量增大
D.Ⅰ池电极反应为O +2e-+2H O H O +2OH-
2 2 2 2
答案 C
12.★★(创新点:太阳能电池与电解池结合)(2025届重庆七中开学考,12)钙钛矿太阳能
电池被称为第三代太阳能电池,图1是钙钛矿太阳能电池的工作示意图,图2是该电池
作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图。下列说法错误的是(
)
第 9 页 共 28 页第 9 页 共 28 页
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A.C电极接钙钛矿太阳能电池的B极
B.D电极发生的电极反应式为2H O-4e- O ↑+4H+
2 2
C.图2中的离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为质子交换膜
D.当太阳能电池有9 mol电子转移时,酸性Cr (SO ) 溶液质量减轻156 g
2 4 3
答案 D
第 3 节 金属的腐蚀与防护
五年高考
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
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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
3.★★(教考衔接:人教版选择性必修1第四章第三节·练习与应用)(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
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
三年模拟
4.★★(2025届湖北十一校12月第一次联考,3)港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年,
主要的防腐方法有:①钢梁上安装铝片;②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆;③使用高
附着性防腐涂料;④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是( )
A.若将钢梁与直流电源负极相连,也可减慢腐蚀速率
B.防腐过程中铝和锌均作负极,失去电子
C.方法①②③只能减缓钢铁的腐蚀,未能完全消除
D.钢梁在水下部分比在空气与水交界处更容易生锈
答案 D
5.★★(2025届广东广州一调,5)为研究金属的电化学腐蚀机理,某小组同学采用传感器
设计如图所示装置。下列说法不正确的是( )
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A.碳粉作正极
B.负极电极反应式:Fe-2e- Fe2+
C.若压强传感器显示压强升高,则以吸氧腐蚀为主
D.若将碳粉换成锌粉,则Fe可被保护
答案 C
6.★★(2025届山东德州开学考,9)在海水中,金属接缝处氧气浓度比海水中的低,易形
成浓度差而发生缝隙腐蚀,机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.负极电极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.金属接缝处溶液pH增大
C.金属外表面为负极,内表面为正极
D.大量的Cl-进入缝隙
答案 C
考法突破 13 电极反应式的书写
五年高考
1.★(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
第 12 页 共 28 页第 12 页 共 28 页
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2.★★(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
2 2
所示)。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
2 2 4
的是( )
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
答案 C
3.★★(创新点:负极上既有氧化产物又有还原产物)(2024江西,11,3分)我国学者发明
了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。
下列说法正确的是( )
A.CuAg电极反应为2HCHO+2H O-4e- 2HCOO-+H ↑+2OH-
2 2
B.CuRu电极反应为NO- +6H O+8e- NH ↑+9OH-
3 2 3
C.放电过程中,OH-通过质子交换膜从左室传递到右室
D.处理废水过程中溶液pH不变,无需补加KOH
答案 B
4.★★(创新点:电化学与反应机理)(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
第 13 页 共 28 页第 13 页 共 28 页
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计耦合HCHO高效制H 的方法,装置如图所示。部分反应机理为
2
1
2
+ H 。下列说法错误的是( )
2
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
5.★★(创新点:电解固体氧化物)(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(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
2 2
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
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6.★★(双选)(2024海南,13,4分)电解NH HSO 溶液得到S
O2-
,是早期制备H O 的重要
4 4 2 8 2 2
步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是(
)
A.电解过程中阴极区的SO2-
不断迁移到阳极区
4
B.图中a代表H
2
C.回路中通过1 mol电子产生0.5 mol (NH ) S O
4 2 2 8
D.SO2- 氧化成S O2- 的电极反应式为2SO2- -2e- S O2-
4 2 8 4 2 8
答案 AC
7.★★(2022福建,9,4分)一种化学“自充电”的锌—有机物电池,电解质为KOH和
Zn(CH COO) 水溶液。将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电,
3 2
该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.化学自充电时,c(OH-)增大
B.化学自充电时,电能转化为化学能
C.化学自充电时,锌电极反应式:Zn2++2e- Zn
D.放电时,外电路通过0.02 mol电子,正极材料损耗0.78 g
答案 A
8.★★★(2024湖北,14,3分)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂,用H C O 和
2 2 4
NH OH电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中H O解离的H+和OH-在电场作用下向两
2 2
极迁移。已知在KOH溶液中,甲醛转化为HOCH O-,存在平衡HOCH O-+OH- [OCH O]2-
2 2 2
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+H O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH O]2--e- HCOO-+H·。下列说法错误的
2 2
是( )
A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 mol H N+CH COOH双极膜中有4 mol H O解离
3 2 2
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e- 2HCOO-+H ↑+2H O
2 2
D.阴极区存在反应H C O +2H++2e- CHOCOOH+H O
2 2 4 2
答案 B
三年模拟
9.★(2025届吉林白城实验高中期中,9)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是由多孔陶瓷NiO
阴极、多孔陶瓷电解质(熔融碱金属碳酸盐)隔膜、多孔金属Ni阳极、金属极板构成的
燃料电池。工作时,该电池的阴极(正极)反应为O +2CO +4e- 2CO2- 。下列有关说法
2 2 3
错误的是( )
A.该电池较高的工作温度加快了阴、阳极的反应速率
B.该类电池的H 不能用CO、CH 等替代
2 4
C.该电池工作时,要避免H 、O 的接触
2 2
D.放电时,阳极反应式为H +CO2- -2e- CO +H O
2 3 2 2
答案 B
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10.★★(2025届江苏泰州中学开学考,8)用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性
废水,同时还可以淡化海水。
下列说法正确的是( )
A.a极电极反应式:2CN-+10e-+12OH- 2CO2- +N ↑+6H O
3 2 2
B.电池工作一段时间后,右室溶液的pH减小
C.交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D.若将含有26 g CN-的废水完全处理,理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
答案 D
11.★★(2025届江苏苏州开学考,17节选)甲醇是重要的化工基础原料,以CO 为原料制
2
甲醇具有重要的社会价值。
(1)电化学法制甲醇。工业上采用如图所示装置电解制备甲醇,反应前后KHCO 溶液的浓
3
度基本保持不变。生成CH OH的电极反应式为 。
3
答案 (1)7CO +6e-+5H O CH OH+6HCO-
2 2 3 3
12.★★(2024安徽亳州期末,16节选)(2)以锂电池为电源,其电池总反应为16Li+S
8
8Li S,可将CO 转化为乙醇,其原理如图所示,
2 2
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电解池所用电极材料均为惰性电极,每消耗32 g S ,理论上会生成标准状况下O 的体积
8 2
为 L,装置中产生乙醇的电极反应式为 ;
若给锂电池充电,锂电池阳极的电极反应式为 。
(3)若采用乙醇燃料电池作为电源探究氢氧化钾的制备和粗铜的精炼,装置如图所示。
①甲装置中左侧Pt电极的电极反应式为 ,若9.2 g乙醇参
与反应,乙装置中铁电极上产生 mol气体。
②乙装置中X为阳离子交换膜,已知饱和氯化钾溶液中含有的溶质为1 mol,若收集到气
体的物质的量之比为3∶2,则乙装置中碳电极上产生气体的质量为 g。
答案 (2)11.2 2CO +12H++12e- C H OH+3H O 8Li S-16e- 16Li++S
2 2 5 2 2 8
(3)①O +2H O+4e- 4OH- 1.2 ②51.5
2 2
考法突破 14 新型电化学装置分析及相关计算
五年高考
1.★★(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( )
第 18 页 共 28 页第 18 页 共 28 页
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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
2.★★(2024河北,13,3分)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO 电池,以
2
Mg(TFSI) 为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO ,使放电时CO 还原产物
2 2 2
为MgC O 。该设计克服了MgCO 导电性差和释放CO 能力差的障碍,同时改善了Mg2+的溶
2 4 3 2
剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
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
D.放电时,每转移1 mol电子,理论上可转化1 mol CO
2
答案 C
3.★★(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
2 4
换膜的新型氯流电池,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( )
A.充电时电极b是阴极
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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
4.★★(2022重庆,12,3分)硝酮是重要的有机合成中间体,可采用“成对间接电氧化”
法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后WO2-/WO2-
数量不变
4 5
C.消耗1 mol氧气,可得到1 mol硝酮
D.外电路通过1 mol电子,可得到1 mol水
答案 C
三年模拟
5.★★(2024江西萍乡二模,9)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机
电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO 可充电电池的原理示意图如图所示,电
4
池反应为xCa2++2LiFePO xCa+2Li FePO +2xLi+。下列说法正确的是( )
4 1-x 4
A.放电时,钙电极为负极,发生还原反应
B.充电时,Li FePO /LiFePO 电极的电极反应式为LiFePO -xe- Li FePO +xLi+
1-x 4 4 4 1-x 4
C.锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过,同时保证Li+定向移动以形成电流
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D.充电时,当转移0.2 mol电子时,理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0 g
答案 B
6.★★(2025届云南师大附中9月月考,8)甲池是甲烷燃料电池,如图所示。一段时间内,
乙池D处进入10 mol混合气体,其中苯的物质的量分数为30%(杂质不参与反应),C出来
的混合气体(不含H ,该条件下苯、环己烷都呈气态)中含苯的物质的量分数为10%,下列
2
说法正确的是( )
A.甲池中A处通入甲烷,乙池中E处有O 放出
2
B.乙池中惰性电极上的电极反应式: +6H++6e-
C.该段时间内,甲池中理论上消耗33.6 L甲烷
D.乙池中右室质量减少96 g
答案 B
7.★★(创新点:有关法拉第效率的计算)(2025届湖南长郡中学一调,12)我国科学工作
者以海水为氯源高效电合成了α,α-二氯酮,以NiCo O 纳米锥为催化剂抑制氧析出和
2 4
氯析出副反应的发生,装置如图所示,催化电极上的反应为自由基机理。已知:法拉第效
生成B所用的电子
率= ×100%。下列说法错误的是( )
通过电极的电子
A.电合成时,装置将太阳能最终转化为化学能
B.b极电极反应式为 +H O+2Cl--2e- +2H+
2
第 21 页 共 28 页第 21 页 共 28 页
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C.若在反应体系中加入自由基捕获剂,α,α-二氯酮产率降低
D.若法拉第效率为61%,通过4 mol电子时,产生0.61 mol α,α-二氯酮
答案 B
8.★★(2025届浙江嘉兴9月基础测试,19节选)(3)电化学法制丙烯的工作原理如图所
示,生成丙烯的电极反应式是 。产生0.10 mol丙烯,理论上
需电流为160 A的铅酸蓄电池至少工作 s。
已知:电荷量q(C)=电流I(A)×时间t(s);N ≈6.0×1023 mol-1;e=1.6×10-19 C。
A
答案 (3)3CO +18H++18e- CH CH CH +6H O 1 080
2 3 2 2
考法突破 15 离子交换膜在电化学中的应用
五年高考
1.★★(2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降
低能耗,下列说法不正确的是( )
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为2H O+2e- H ↑+2OH-
2 2
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
答案 B
2.★★(创新点:电解与协同反应整合)(双选)(2022河北,12,4分)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。
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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
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
3.★★(2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实
现大电流催化电解KNO 溶液制氨。工作时,H O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-,
3 2
有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
A.电解总反应:KNO +3H O NH ·H O+2O ↑+KOH
3 2 3 2 2
B.每生成1 mol NH ·H O,双极膜处有9 mol的H O解离
3 2 2
C.电解过程中,阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
答案 B
4.★★(2024重庆,9,3分)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料,可将CO 电催
2
化转化为甲酸,下图是电解装置示意图。下列说法正确的是( )
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A.电解时电极N上产生OH-
B.电解时电极M上发生氧化反应
C.阴、阳离子交换膜均有两种离子通过
D.总反应为2CO +2H O 2HCOOH +O
2 2 2
答案 D
5.★★(2024福建,9,4分)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含
Li+的有机溶液。放电过程中产生(CF SO ) NLi,充电过程中电解LiCl产生Cl 。下列说
3 2 2 2
法正确的是( )
A.交换膜为阴离子交换膜
B.电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C.理论上每生成1 mol Cl ,需消耗2 mol Li
2
D.放电时总反应:6Li+N +4CF SO Cl 2(CF SO ) NLi+4LiCl
2 3 2 3 2 2
答案 D
6.★★(2023湖北,10,3分)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢
气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl 生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气
2
的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H O+2e- H ↑+2OH-
2 2
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1
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答案 D
7.★★(2023河北,13,3分)我国科学家发明了一种以 和MnO 为电极
2
材料的新型电池,其内部结构如图所示,其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不
同。放电时,电极材料 转化为 。下列说法错误的是(
)
A.充电时,b电极上发生还原反应
B.充电时,外电源的正极连接b电极
C.放电时,①区溶液中的SO2-
向②区迁移
4
D.放电时,a电极的电极反应式为MnO +4H++2e- Mn2++2H O
2 2
答案 B
8.★★★(创新点:浓差电池,电化学与协同反应整合)(双选)(2023山东,11,4分)利用
热再生氨电池可实现CuSO 电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预
4
加相同的CuSO 电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是(
4
)
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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
三年模拟
9.★★(2025届四川巴中零诊,13)NaBH -H O 燃料电池有望成为低温环境下工作的便携
4 2 2
式燃料电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.b为正极
B.负极反应为BH- +8OH--8e- BO- +6H O
4 2 2
C.离子交换膜c为阳离子交换膜
D.高温条件下可以提高工作效率
答案 D
10.★★(2024北京丰台二中三模,5)硫酸工业中用Na SO 溶液吸收尾气中的SO ,吸收后
2 3 2
的NaHSO 和Na SO 混合溶液的pH=6,进行电解再生Na SO 并制取硫酸的装置如下图所示。
3 2 3 2 3
下列说法不正确的是( )
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A.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
B.阴极区发生的电极反应是2HSO- +2e- 2SO2- +H ↑
3 3 2
C.电解过程中,阳极区溶液的pH降低
D.外电路中每通过1 mol e-,阳极区溶液增重49 g
答案 D
11.★★(2024黑龙江哈尔滨三中五模,12)为实现CO 的资源化利用与电能储存,设计如
2
图所示的三室隔膜电解装置(阴极室中注入溶有大量CO 且含有少量水的有机复合电解
2
液),该装置将CO 还原为CO,同时得到副产物Cl 和碳酸氢盐。下列说法错误的是(
2 2
)
A.离子交换膜a为阴离子交换膜
B.阳极反应式:2Cl--2e- Cl ↑
2
C.浓度:食盐水1>食盐水2
D.每通过2 mol e-,消耗22.4 L CO
2
答案 D
12.★★(2024福建三明三模,7)下图所示装置可实现镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)的分
离。双极膜内的H O解离为H+和OH-,在直流电场作用下分别向两极迁移。已知Co2+与乙
2
酰丙酮不反应。下列说法正确的是( )
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A.离子交换膜只允许阴离子通过
B.石墨M的电极反应式为Co2++2e- Co
C.双极膜内水解离出的OH-能抑制Ⅱ室中的转化反应
D.若导线中通过1 mol电子,Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差为65 g
答案 D
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