2024年全国甲卷T12-电化学基础变式题

1．科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，电极生成了 2．全固态锂电池能量密度大，安全性高，拓宽了电池工作温度范围和应用领域。一种全固态锂—空气电池设计如图，电池总反应为：O2+2Li=Li2O2。下列说法正确的是 (注：复合电极包含石墨、催化剂及放电时生成的Li2O2) A．放电时，外电路电流的方向是由Li电极流向复合电极 B．充电时，Li电极应与电源的正极相连 C．充电时，阳极的电极反应为：Li2O2-2e-=O2+2Li+ D．放电时，如果电路中转移1mol电子，理论上复合电极净增重7g 3．下图为最新研制的一款车载双电极镍氢电池，放电时a、c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金，可表示为；充电时b、d电极的反应物为吸附的，下列叙述正确的是 A．放电时极电势比极电势高 B．放电时极上的反应可表示为： C．充电时a、b接电源的负极，c、接电源的正极 D．充电时外电路每通过电子，该电池正极共增重 4．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—LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：，下列说法正确的是 A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B．充电时，/电极的电极反应式为 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 D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g 5．高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子 B．充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 C．放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH) D．放电时，正极区溶液的pH增大 6．锌—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下，下列说法错误的是 A．放电时，甲极的电势比乙极高 B．放电时，负极反应： C．充电时当有通过中间隔膜时，理论上甲极释放出 D．该电池是一种对环境友好的二次电池 7．我国科学家设计一种以ZnI2水溶液作为锌离子电池介质的Zn-BiOI电池，通过Bi/Bi3+与I-/I转化反应之间的协同作用实现优异的电化学性能，原理如图所示。碘离子作为氧化还原媒介体，可以加快动力学转化过程，促进更快的电荷转移。下列说法错误的是 A．充电时，主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn B．放电时，部分I-在Zn电极转化为I C．充电时，每生成1molBiOI，转移电子数为3mol D．电池工作时，I-与I之间转化反应能够提供额外的电化学容量 8．光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示。下列有关说法不正确的是    A．充电时，电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极 B．放电时，每消耗1 mol ，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46 g C．充电时，通过离子交换膜进入右室 D．放电时，石墨电极的电极反应式为 9．科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交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： 。下列说法正确的是    A．充电时电极 b 是阳极 B．放电时 NaCl溶液的 pH 减小 C．放电时 NaCl溶液的浓度减小 D．每生成1mol Cl2，电极 a 质量理论上增加 23g 10．高电压水系锌——有机混合液流电池的装置及其充放电原理示意图如下。 下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应式： B．放电时，1 mol FQ反应需转移4 mol C．充电时，可通过离子交换膜Y D．充电时，M电极接电源负极 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【分析】Zn具有比较强的还原性，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，所以电极为正极，Zn电极为负极，则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。 【详解】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确； B．放电时，负极的电极反应为，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．放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，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，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确； 综上所述，本题选C。 2．C 【分析】根据电池总反应为：O2+2Li=Li2O2，可知放电时，Li在负极发生失电子的氧化反应生成Li2O2，氧气在正极发生得电子的还原反应；充电时，阳极反应与电源的正极反应相反，阴极连接电源的负极，与其电极反应式相反，据此分析解答。 【详解】A．原电池中电流从正极沿外电路流向负极，Li电极为负极，复合电极为正极，则电流由复合电极流向Li电极，故A错误； B．充电时，Li电极应与电源的负极相连，故B错误； C．根据上述分析可知，充电时，阳极的电极反应为：Li2O2-2e-=O2+2Li+，故C正确； D．放电时，如果电路中转移1mol电子，理论上复合电极有0.5mol生成，即净增重23g，故D错误； 答案选C。 3．B 【分析】该电池放电时相当于燃料电池，放电时，a、c电极吸附了H2，为负极，b、d电极为正极。 【详解】A．化学电池中，电极电势大者为正极，小者为负极，放电时a、c电极电势比b、d电极低，A项错误； B．放电时，c电极为负极，失去电子，结合图示，电极反应为：，B项正确； C．充电时，a、c电极接电源负极，b、d电极接电源正极，C项错误； D．充电时，电池正极反应为：，每摩尔电极材料反应时，转移1mol电子，电极质量减小1g。当外电路每通过2mol电子时，正极b、d两极共减小4g，D项错误； 故选B。 4．B 【分析】放电时，Ca失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，/电极为正极；充电时，钙电极为阴极，/电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化反应，A不正确； B．充电时，/电极为阳极，失电子转化为和Li+，电极反应式为，B正确； C．Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以LiPF6-LiAsF6为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li+通过，其主要作用是允许Li+定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确； D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1mol Ca2+得电子生成0.1mol Ca，同时迁移入Li+0.2mol，质量减轻0.1mol×40g/mol-0.2mol×7g/mol=2.6g，D不正确； 故选B。 5．B 【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。 【详解】A．充电时电解池，阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，则1molFQH2转化为FQ时转移2mol电子，选项A正确； B．充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，选项B错误； C．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，选项C正确； D．放电时为原电池，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，即正极区溶液的pH增大，选项D正确； 答案选B。 6．C 【分析】锌失去电子，乙电极是负极，甲电极是正极，氧气得到电子，结合原电池工作原理分析解答。 【详解】A．从题图示外电路电子转移方向可以判断，甲为正极、乙为负极，故放电时甲的电势比乙高，A正确； B．从图示中可以看出负极的反应是和从正极室过来的反应生成：，B正确； C．没有指明温度和压强，不能计算生成气体的体积，C错误； D．从图示中离子移动方向可知，该电池是二次电池，可以充电放电，使用过程中不产生污染和废弃物，同时可以通过更换锌和空气电极来实现重复利用，D正确。 故选C。 7．C 【分析】该电池为二次电池，放电时锌作负极，BiOI作正极，放电时电池的总反应为：6BiOI+3Zn=2Bi+2Bi2O3+3ZnI2；充电时的总反应为：2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，充电时，主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3Zn，A正确； B．由分析可知，放电时，部分I-在Zn电极失去电子转化为I2，然后I2与I-反应转化为I，B正确； C．由总反应可知，每生成6molBiOI时有2molBi参与反应，转移6mol电子，即生成1molBiOI，转移1mole-，C错误； D．由B项分析可知，电池工作时，I-与I之间转化反应能够提供额外的电化学容量，D正确； 故答案为：C。 8．C 【分析】由图可知，放电时，石墨电极为负极，S2-失去电子发生氧化反应生成在负极，电极反应式为4S2—-6e—=，光催化电极为正极，离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，电极反应式为+2e—=3I—，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过阳离子离子交换膜移向右侧；充电时，与直流电源负极相连的石墨电极为阴极，光催化电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的石墨电极为阴极，光催化电极为阳极，则电子从光催化电极流出，通过导线流向石墨电极，故A正确； B．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过离子交换膜移向右侧，每消耗1molNaI3时，2mol钠离子从左室迁移到右室，则离子交换膜左室电解质溶液质量减少46g，故B正确； C．由分析可知，放电时，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过阳离子离子交换膜移向右侧，则充电时，钠离子透过阳离子离子交换膜移向左侧，故C错误； D．由分析可知，放电时，石墨电极为负极，S2-失去电子发生氧化反应生成在负极，电极反应式为4S2——6e—=，故D正确； 故选C。 9．A 【详解】A．充电时电极 a 的反应为：，a极为阴极，b极为阳极，A正确； B．放电时a极电极反应为：， NaCl溶液的 pH 不变，B错误； C．放电时a极电极反应为：，b电极为：，NaCl溶液的浓度增大，C错误； D．每生成1mol Cl2 ，转移2mol电子，电极 a 发生反应：质量理论上增加2mol，质量为46g，D错误； 故选A。 10．D 【详解】A．放电时，左侧锌变成为原电池的负极反应，故放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=，A错误； B．放电时，1分子FQ转化为1分子FQH2，消耗1分子H2，得2个电子，故1mol FQ反应需转移2mol e−，B错误； C．充电时，右侧阳极反应为FQH2-2e-= FQ+2H+，Na+不能通过离子交换膜Y，故C错误； D．放电时M为负极，故充电时，M为阴极，M电极接电源负极，D正确； 故选D。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$