电化学及其应用--2024年高考真题和模拟题化学好题汇编含答案.pdf

水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢电化学及其应用电化学及其应用考点一考点一原电池原理与化学电源原电池原理与化学电源1(20242024 安徽卷)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ZnSO4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-3+Zn放电充电 Zn2+3I-C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPPD.放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子2(20242024 河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，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2CO2+Mg=MgC2O41水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢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1mol电子，理论上可转化1molCO23(20242024 江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池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，MnO2发生氧化反应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D.反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为26.0210234(20242024 全国甲卷)科学家使用-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是()A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-D.放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH5(20242024 新课标卷)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)2水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢电池工作时，下列叙述错误的是()A.电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu()和Cu()相互转变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol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ba考点二考点二电解池的原理及应用电解池的原理及应用6(20242024 湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-OCH2O2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为OCH2O2-e-=HCOO-+H。下列说法错误的是()A.电解一段时间后阳极区c OH-减小B.理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e-=2HCOO-+H2+2H2OD.阴极区存在反应H2C2O4+2H+2e-=CHOCOOH+H2O7(20242024 甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是()3水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢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：O2+4e-=2O2-C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2D.理论上电源提供2mole-能分解1molH2O8(20242024 山东卷)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H2和O2，装置如图所示。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NaBrC.电解总反应式为Br-+3H2O电解 BrO-3+3H2D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n Br-=3:29(20242024 湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是()4水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.电解时，OH-向Ni电极移动B.生成C6N4-16的电极反应：2C3N8H4+8OH-4e-=C6N4-16+8H2OC.电解一段时间后，溶液pH升高D.每生成1molH2的同时，生成0.5molK4C6N1610(20242024 黑吉辽卷)“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H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是()A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍B.阴极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2C.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-+2H2O+H2考点三考点三金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护11(20242024 湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是()A.发蓝处理B.阳极氧化C.表面渗镀D.喷涂油漆12(20242024 浙江6 6月卷)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：5水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢下列说法正确的是()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：O2+4e-+2H2O=4OH-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13(20242024 浙江1 1月卷)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成 Zn NH342+和H2，下列说法不正确的是()A.氨水浓度越大，腐蚀趋势越大B.随着腐蚀的进行，溶液pH变大C.铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-=2NH-2+H2D.每生成标准状况下224mLH2，消耗0.010molZn考点一考点一原电池原理与化学电源原电池原理与化学电源1(20242024 辽宁丹东总复习质量测试)如图，b为H+/H2标准氢电极，可发生还原反应(2H+2e-=H2)或氧化反应(H2-2e-=2H+)，a、c分别为AgCN/Ag、AgBr/Ag电极。实验发现：1与2相连a电极质量增大，2与3相连c电极质量减小，下列说法正确的是()A.1与2相连，a电极发生氧化反应6水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢B.2与3相连，电池反应为2Ag+2H+2Br-=2AgBr+H2C.1与3相连，盐桥1中的阳离子向a电极移动D.1与2、2与3相连，b电极均为电子流出极2(20242024 湖北圆创联盟一模)为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的H2-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。下列有关说法错误的是()A.正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低B.电子流向：电极b负载电极aC.阴极区电极反应式为HPbO-2+H2O+2e-=Pb+3OH-D.为了提高Pb的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜3(20242024 宁夏银川一中模拟)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：12S8+e-12S2-8，12S2-8+e-S2-4，2Na+x4S2-4+2 1-x4e-Na2Sx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ab7水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢C.放电时正极反应为：2Na+x8S8+2e-Na2SxD.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能4(20242024 广东湛江第二十一中学模拟)低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1molL-1，以2.5molL-1NH42SO4溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入2molL-1氨水开始反应。下列说法正确的是()A.向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势B.含铜废液、中的c Cu2+均高于含铜废液中的c Cu2+C.电子由M极经导线移向N极D.电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2mol电子5(20242024 北京师范大学附属中学三模)盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、FeCl2。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是()A.电子由b极流向a极B.离子交换膜为阴离子交换膜C.该装置实现了化学能向电能转化D.a极可发生电极反应：O2+4e-+2H2O=4OH-6(20242024 辽宁名校联盟高考模拟)一种SnBr2-Br2双膜二次电池的结构及放电时的工作原理如图所示。8水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢已知：M、N均为多孔石墨烯电极；起始时室(含储液罐)中只含SnBr2；盐的水解忽略不计。下列说法正确的是()A.充电时，室中Br-向室迁移B.充电时，N极电极反应式为Br2+2e-=2Br-C.X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜D.放电时，室中电路上转移amol电子，此时室中c Sn4+:c Sn2+=1:4，则起始时室中含有2.5amolSnBr27(20242024 湖南长沙雅礼中学模拟)一种新型短路膜电池分离CO2装置如下图所示。下列说法中正确的是()A.负极反应为：H2+2OH-2e-=H2OB.正极反应消耗22.4LO2，理论上需要转移4mol电子C.该装置用于空气中CO2的捕获，CO2最终由出口A流出D.短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子9水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢8(20242024 湖北宜荆荆第四次适应性考试)盐酸羟胺(NH2OHHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，工业可采用如下电化学方法制备。装置和正极反应机理如下图所示。下列有关说法不正确的是()A.X为H+，Y为NH3OH+B.含Fe电极起到导电和催化的作用C.Pt电极上的反应：H2+2e-=2H+D.消耗1molNO，有3molH+通过交换膜9(20242024 山东淄博三模)一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是()A.放电时，b极电势高于a极B.放电时，与起始相比右室n(OH-)减少C.充电时，决速步反应为*+OH-e-=*OHD.充电时，a极电极反应式 Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-10(20242024 重庆十八中两江实验学校一诊)一种稳定且具有低成本效益的碱性混合多硫化物-空气氧化还原液流电池结构如图所示。下列说法正确的是()10水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.膜a为阴离子膜，膜b为阳离子膜B.充电时的总反应为：4OH-+2S2-4=4S2-2+O2+2H2OC.放电时，左侧贮液室中含S2-4的多硫电解质减少D.放电时，外电路通过2mol电子，理论上II室及右侧贮液器中的NaOH总共减少2mol11(20242024 河南许昌部分学校高考冲刺)铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的正极材料，全面提升了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电时工作原理。X、Y表示可能为用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成Cn PF6，下列有关分析正确的是()A.图甲表示电池充电过程，电极a与电源的正极相连B.图甲中电极b电极反应式为：Cn PF6-e-=PF-6+nCC.图乙中电极c电势高于电极dD.图乙中当电路转移电子数为2mol时，理论上电极c质量减少14g12(20242024 湖北襄阳四中一模)某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极，以室温离子液体 Pyr14+TFSI-为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电()11水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.充电时，PCT电极是阴极B.Pyr14+脱离PCT电极时，电池处于放电过程C.充电时，石墨电极发生反应CxTFSIy+ye-=xC+y TFSID.0.5mol PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2molTFSI-13(20242024 四川绵阳南山中学仿真演练)浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示，下列说法错误的是()A.放电时a极附近溶液pH增大B.放电时b极的电极反应式为：Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+C.充电时b极作阴极，发生还原反应D.充电时1mol Cu完全转化为Cu3(PO4)2，电池内部有6mol Na+发生迁移考点二考点二电解池的原理及应用电解池的原理及应用14(20242024 河北保定一模)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废液中的NH+4，实现其回收利用。a、b分别是一类离子选择透过膜，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()12水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.电路中转移1mol电子时，有11.2LH2生成B.a是阳离子选择透过膜C.最终的处理产物中可能有 NH43PO4D.电解一段时间后，阴极室溶液中的pH先升高后降低15(20242024 北京东城一模)-种能捕获和释放CO2的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接S1时，b极区溶液能捕获通入的CO2。下列说法不正确的是A.K连接S1时，b极发生反应：B.K连接S1时。a连接电源正极C.K连接S2时，a极区n(Fe(CN)63-):n(Fe(CN)64-)的值增大D.该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放CO216(20242024 湖南岳阳第一中学6 6月考前强化训练)有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示电解装置可以生成葡萄糖酸(C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸是制备补钙剂的重要原料，山梨醇也13水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢是一种常见的食品添加剂。下列说法错误的是()A.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物B.在“电解质溶液1”中，1mol葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸转移2mol电子C.H+通过阳离子交换膜向电极N移动D.阴极反应为C6Hl2O6+2H+2e-=C6H14O617(20242024 湖北华中师大一附中适应性考试)二苯亚砜(Ph2SO，Ph表示苯基)是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中含水导电介质的主要成分及反应过程如图所示(PMn表示含锰配合物)。下列说法错误的是()A.惰性电极1为阴极B.电解合成速率受溶液pH的影响C.消耗1mol氧气，可得到2mol二苯亚砜D.外电路通过2mol电子，净生成1mol水18(20242024 北京海淀一模)用热再生氨电池处理含Cu2+电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为(NH4)2SO4-NH3混合液，b极室为(NH4)2SO4溶液；热再生部分加热a极室流出液，使Cu(NH3)42+分解。下列说法不正确的是()14水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.装置中的离子交换膜为阳离子交换膜B.a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=Cu(NH3)42+C.电池部分的总反应为：Cu2+4NH3=Cu(NH3)42+D.该方法可以富集Cu2+并产生电能，同时循环利用NH319(20242024 辽宁丹东总复习质量测试)利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列说法正确的是()A.a为电解池阳极B.电解后左侧电极室KOH溶液pH增大C.阴极电极反应式为2NH3+6e-+3H2O=N2+6OH-D.电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移20(20242024 天津耀华中学一模)科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是()15水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.Na2SO4和LiCF3SO3的主要作用均为增强溶液导电性B.金催化电极接直流电源的负极C.理论上合成1 molNH3，左室Na2SO4溶液质量减少24gD.理论上反应消耗的N2与惰性电极生成的气体的物质的量之比为2321(20242024 山东淄博三模)一种自生酸和碱的电化学回收体系如图所示。PO表示H2PO-4等含磷微粒，HAP为Ca10PO46(OH)2(M=1004g/mol)。下列说法错误的是()A.a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜B.X为H2SO4，将其泵入吸收室用于吸收NH3C.当电路中通过0.14mol电子，阴极增重10.04gD.室可发生反应：6H2PO-4+14OH-+10Ca2+=Ca10PO46(OH)2+12H2O22(20242024 辽宁沈阳第二中模拟)利用可再生能源驱动耦合电催化HCHO氧化与CO2还原，同步实现CO2与HCHO高效转化为高附加值的化学产品，可有效消除酸性工业废水中的甲醛，减少碳排放，实现碳中和。耦合电催化反应系统原理如图所示。16水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢下列说法正确的是()A.电源a极为正极，H+通过质子交换膜从右侧移向左侧B.阳极的电极反应式为：CO2+2e-+2H+=HCOOHC.外电路转移1mole-时，理论上可消除废水中0.5molHCHOD.电解生成1molHCOOH，理论上可消耗标准状况下22.4LCO223(20242024 福建泉州第五中学适应性检测)羟基自由基(OH)具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为CO2和H2O。我国科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是()A.d电极的电极反应式：H2O-e-=OH+H+B.再生池中发生的反应：V2+H+催化剂V3+H2C.a为电源负极，m为阴离子交换膜，Na2SO4能增强导电性D.气体X与Y在相同条件下的体积比为3:724(20242024 湖北宜荆一模)科学家发现金属钙可用于电化学驱动将N2还原为NH3。已知：电解质溶液由Ca BH42和少量C2H5OH溶于有机溶剂形成。下列说法错误的是()A.阴极反应式为：Ca2+2e-=CaB.推测用CH3COOH代替C2H5OH更有利于生成NH3C.理论上电解一段时间后Ca2+浓度基本不变17水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢D.总反应方程式：N2+3H2电解 2NH3考点三考点三金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护25(20242024 山东师范大学附属中学考前适应性测试)下列实验描述正确的是()A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度B.利用上图该装置验证牺牲阳极保护法C.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全26(20242024 广东湛江第二十一中学模拟)航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A.舰艇腐蚀是因为形成了电解池B.图甲是海水环境下的腐蚀情况C.腐蚀时负极反应为：Fe-3e-=Fe3+D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀27(20242024 湖北襄阳四中一模)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2OH2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2OH3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：下列说法不正确的是()A.青铜锈蚀过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应方程式为：Cu+Cl-e-=CuCl18水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢B.青铜锈蚀过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大C.青铜锈蚀生成Cu2OH3Cl的方程式为：Cu2O+HCl+2H2O=Cu2OH3Cl+H2D.青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久28(20242024 黑龙江大庆实验中学阶段考试)恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法错误的是()A.AB段pH越大，析氢速率越大B.AD段负极反应式为Fe-2e=Fe2+C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+=2H2OD.DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2+2H2O消耗H+的量与4Fe2+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同29(20242024 江西赣州十八县(市)二十四校期中联考)研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况，如下图所示，有关说法正确的是()A.约30时，低碳铬钢腐蚀严重B.30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀C.硫酸浓度50%，低碳铬钢钝化D.超过70后，实验中有SO2生成30(20242024 广东揭阳二模)某同学进行以下实验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边19水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢K3Fe CN6的食盐水缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法正确的是()A.腐蚀过程中有H2生成B.边缘处红色说明：Fe-3e-=Fe3+C.反应后中心区域溶液的pH7D.反应过程中化学能完全转化为电能20水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢电化学及其应用电化学及其应用考点一考点一原电池原理与化学电源原电池原理与化学电源1(20242024 安徽卷)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ZnSO4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-3+Zn放电充电 Zn2+3I-C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPPD.放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子【答案】C【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2+2e-=Zn；正极上发生I-3+2e-=3I-，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I-2e-=I-3。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为I-3+Zn放电充电 Zn2+3I-，B正确；充电时，阴极电极反应式为Zn2+2e-=Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol)，理论上转移0.02mol电子，D正确。2(20242024 河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。1水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢下列说法错误的是A.放电时，电池总反应为2CO2+Mg=MgC2O4B.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1mol电子，理论上可转化1molCO2【答案】C【分析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极：定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动。【解析】A根据以上分析，放电时正极反应式为Mg2+2CO2+2e-=MgC2O4、负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：Mg+2CO2=MgC2O4，故A正确；B充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确；C充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2+向阴极迁移，故C错误；D根据放电时的电极反应式Mg2+2CO2+2e-=MgC2O4可知，每转移2mol电子，有2molCO2参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1molCO2，故D正确；2水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢故答案为：C。3(20242024 江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池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，MnO2发生氧化反应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D.反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为26.021023【答案】C【分析】Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。【详解】A电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，故B错误；C环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D由电极反应式MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-可知，反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为6.021023，故D错误；故选C。4(20242024 全国甲卷)科学家使用-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-3水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢D.放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH【答案】C【分析】Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn电极为阴极。【解析】A充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即 Zn2+向阴极方向迁移，A不正确；B放电时，负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2+2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；C放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C正确；D放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。5(20242024 新课标卷)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2C6H12O6+O2=2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu()和Cu()相互转变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol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ba【答案】C【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。4水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢【解析】A由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，A正确；Bb电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu()和Cu()相互转变起催化作用，B正确；C根据反应2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知，1molC6H12O6参加反应时转移2mol电子，18mgC6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；D原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na+迁移方向为ba，D正确。综上所述，本题选C。考点二考点二电解池的原理及应用电解池的原理及应用6(20242024 湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-OCH2O2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为OCH2O2-e-=HCOO-+H。下列说法错误的是A.电解一段时间后阳极区c OH-减小B.理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有4molH2O解离C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e-=2HCOO-+H2+2H2OD.阴极区存在反应H2C2O4+2H+2e-=CHOCOOH+H2O【答案】B【分析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-OCH2O2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为OCH2O2-e-=HCOO-+H，H结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC-COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC-COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC-COOH+H2O，OHC-COOH与HO-N+H3反应生成HOOC-CH=N-OH：OHC-COOH+HO-N+H3HOOC-CH=N-OH+H2O+H+，HOOC-CH=N-5水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC-CH=N-OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。【解析】A根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；B根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO-N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误；C根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2+2H2O，C项正确；D根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC-COOH+H2O，D项正确；答案选B。7(20242024 甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，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：O2+4e-=2O2-C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2D.理论上电源提供2mole-能分解1molH2O【答案】B【分析】多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-=2H2+2O2-；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2-4e-=O2。【解析】A电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：2O2-4e-=O2，B项错误；C工作时，阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D根据分析，电解总反应为2H2O(g)电解 2H2+O2，分解2molH2O转移4mol电子，则理论上电源提供6水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢2mol电子能分解1molH2O，D项正确；答案选B。8(20242024 山东卷)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H2和O2，装置如图所示。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NaBrC.电解总反应式为Br-+3H2O电解 BrO-3+3H2D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n Br-=3:2【答案】B【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO-3，电极b为阳极，电极反应为Br-6e-+3H2O=BrO-3+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H+6e-=3H2；电解总反应式为Br-+3H2O电解 BrO-3+3H2；催化循环阶段BrO-3被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。【解析】A根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段BrO-3被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C根据分析电解总反应式为Br-+3H2O电解 BrO-3+3H2，C项正确；D催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2)n(Br-)=64=32，D项正确；答案选B。9(20242024 湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是7水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩