2025届高三化学一轮复习电化学问题综合分析特训

电化学问题综合分析特训 【说明】 本节主要对应电化学模块的知识点，大家需要注意以下几点： 1、电化学的选择题无论再花哨，本质都是“三板斧”（电极，装置，反应）分析法。大家注意仔细体会如何分析各类装置的正负阴阳极。 2、放弃使用口诀秒杀题目的幻想，从本质出发，一步步的分析是最佳方法。 【知识回顾】 1、能够判断装置的类型（原电池、电解池、其他类型） 2、能够快速准确地判断装置中的正负阴阳极、电子/电流/离子移向、膜种类、电势的高低等结论。 3、能够快速准确地书写电极方程式/总反应方程式，并判断局部/溶液整体 pH、质量 的变化。 1．（2023 佛山一模）一种全氢电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A．X 极为全氢电池的正极 B. 该电池将化学能转化成电能 C. 电极 Y 的电极反应式为：2HClO4－2e－=H2↑+2ClO4－ D. 反应一段时间后左室 c(NaClO4)增大 2．（2023 泉州三模）硅是一种具有超高能量密度的电极材料。酸性 Si－MnO2 电池以炭粉和铜粉掺杂在硅晶体中制得的CuSi@C 电极为负极，酸性硫酸钠溶液为电解液，放电过程如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 硅晶体掺杂炭粉和铜粉可以增强电极的导电性 B．负极的电极反应式为：Si+2H2O－4e－= SiO2+4H+ C．电池工作在一段时间后，正极区溶液的 pH 降低 D．外电路转移 1 mol 电子时，理论上正极材料损耗 43.5 g 3．（2023 宜宾二诊）由乙烯制备 2-氯乙醇（HOCH2CH2Cl）的原理为： CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。用铂（Pt）作电极电解 KCl 溶液制备 2-氯乙醇的装置如图所示。下列说法错误的是（ ） A．Y 连接电源的负极 B. 电解时，K+通过阳离子交换膜从左侧移向右侧 C. 理论上，制取 1 mol 2-氯乙醇生成气体 b 的体积为 11.2 L（标准状况） D. 电解时，左侧溶液 pH 逐渐减小，右侧溶液 pH 逐渐增大 4．（2023 南充二诊）我国科学家通过电解法将 CO2 转化为乙烯，常采用单原子 Ni 和纳米 Cu 作串联催化剂，装置如图。下列说法错误的是（ ） A. 电极 b 连接电源的正极 B. 电极 a 上发生的总反应为：2CO2+8H2O+12e－ = CH2=CH2+12OH－ C．通电后右室溶液质量减少 D．若电路中通过 0.1 mol 电子时，理论上电极 b 产生 0.56 L 气体（标准状况） ( 7 )5．（2023 石家庄部分重点中学联考）我国科学家设计了一种利用废水中的 Cr2O 2－将苯酚氧化为 CO2 和 H2O 的原电池—电解池组合装置（如图），实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基（·OH）的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是（ ） A．电子转移方向：c 电极→导线→b 电极 B．d 电极的电极反应为 H2O+e－ =·OH+H+ C．右侧装置中，c、d 两电极产生气体的体积比（相同条件下）为 7：3 D．若 a 电极上有 1 mol Cr2O72－参与反应，理论上 NaCl 溶液中有 6 mol Cl－通过阴离子膜进入 a 电极区溶液 6．（2023 厦门二检）Science 报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是（ ） A. 阳极电极反应式为 2C2H5O－+H2－2e－ = 2C2H5OH B. 阴极区生成氨的反应为 LiNH2+C2H5OH = C2H5OLi+NH3↑ C. 理论上，若电解液传导 3 mol H+，最多生成标准状况下 NH3 22.4 L D. 乙醇浓度越高，电流效率越高（电流效率= 生成目标产物消耗的电子数转移电子数 ×100%） 7．（2023 重庆巴蜀中学一模）水系有机液流电池作为大规模储能技术，在实现可再 生能源高效利用方面展现出良好的应用潜力。一种新型有机液流电池的工作原理如图。下列说法不正确的是（ ） A．放电时，正极反应式为：[Fe(CN)6]3－+e－＝[Fe(CN)6]4－ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．充电时，阴极的电极反应式为： D．通过增大泵的功率提高液体的流速，可以增大电池的电流量 ( Li 极催化剂 碳化钼 （ Mo 2 C ） Au 和多孔碳 CO 2 的放电产物 草酸锂 （ Li 2 C 2 O 4 ） Li 2 CO 3 和 C )8．（2023 河南 3 月适应考试）Li-CO2 电池在可逆的 CO2 循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作 Li 极催化剂时，CO2 的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是（ ） A. 充电时，在 a 极上 Li+被还原为 Li B. 放电时，Li+向 b 极移动 C. 放电时，用碳化钼作 Li 极催化剂的总反应为 2Li+2CO2＝Li2C2O4 D．生成等物质的量的 Li2C2O4 和 Li2CO3 时，消耗 CO2 的量相同 9．（2023 广州二模）科学家研发了一种以 Al 和 Pd@石墨烯为电极的 Al-N2 电池，电池以 AlCl4－-Al2Cl7－离子液体作电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如图。下列说法不正确的是（ ） A. 充电时 Al 电极是阴极 B. 放电时 AlCl4－离子浓度增大，Al2Cl7－离子浓度减少 C. 放电时正极反应为 N2+8Al2Cl7－+6e－ = 2AlN+14AlCl4－ D. 放电时电路中每通过 6 mol e－，电池总质量理论上增加 28 g 10．（2023 郑州二模）pH 计是通过测定电池两极电势差（即电池电动势 E）确定待测液 pH 的仪器，复合电极 pH 计的工作原理如图。室温下，E＝0.059pH+0.2（E 的单位为 V）。下列说法错误的是（ ） A. pH 计工作时，化学能转变为电能 B. 指示电极的电极电势随待测溶液的 c(H+)变化而变化 C. 若参比电极电势比指示电极电势高，则指示电极的电极反应式： AgCl(s)+e－＝Ag(s)+Cl－ D. 室温下，若 E 为 0.377 V，则待测溶液的 pH＝3.0 ( 6 )11．（2023 辽宁一模）《X－MOL》报道了一种两相无膜锌/吩噻嗪电池，其放电时的工作原理如图所示（PF —在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒）。已知：CH2Cl2 的密度为 1.33 g•cm－3，难溶于水。下列说法错误的是（ ） A. 电池使用时不能倒置 B. 充电时，石墨毡上的电极反应式为 PTZ－e－＝PTZ+ C．放电时，PF6—由 CH2Cl2 层移向水层 D．放电时，Zn 板每减少 6.5 g，水层增重 29 g 12．（2023 济宁一模）在熔融盐体系中，通过电解 TiO2 和 SiO2 获得电池材料（TiSi），电解装置如图，下列说法错误的是（ ） A．反应后，石墨电极的质量发生变化 B．a 极是电源的负极 C．该体系中，Cl－优先于石墨参与反应 D．电极 A 的电极反应：TiO2+SiO2+8e－= TiSi+4O2－ 13．（2023 湖南新高考教学教研联盟第一次联考）钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，性能相近，但相比锂离子电池具有原材料储量丰富、分布广泛、成本低廉、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势，电池结构如图。总反应为： NaC6+Na1－xMO2 NaMO2+Na1－xC6（0≤x≤0.55，M 为过渡金属），下列叙述错误的是（ ） A．放电时，负极上发生的电极反应为 NaC6－xe－＝Na1－xC6+xNa+（0≤x≤0.55） B．放电时，Na+从石墨烯纳米片中脱嵌，经电解质嵌入过渡金属氧化物 C．充电时，阴极上发生的电极反应为 Na1－xMO2+xNa++xe－＝NaMO2（0≤x≤0.55） D．充电时，外电路中每转移 0.2 mol e－，理论上石墨烯纳米片将增重 4.6g 14．（2023 郴州三模）盐酸羟胺（NH3OHCl）是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似 NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入 NO 和 H2，以盐酸为电解质来进行制备，其电池装置（图 1）和含 Fe 的催化电极反应机理（图 2）如图。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是（ ） A. 电池工作时，Pt 电极为正极 B. 图 2 中，A 为 H+和 e－，B 为 NH3OH+ C. 电池工作时，每消耗 2.24 L NO（标况下）左室溶液质量增加 3.3 g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的 pH 均下降 15．（2023 福建部分地市三模）Adv.Mater.报道我国科学家耦合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电极产生电子（e－）和空穴（h+）。下列有关说法正确的是（ ） A. 光催化装置中溶液的 pH 减小 B. 离子交换膜为阴离子交换膜 C．电催化装置阳极电极反应式：4OH－+4h+ = 2H2O+O2↑ D．整套装置转移 0.01 mol e－，光催化装置生成 3.81 g I3－ 16．（2023 四川一模）某“二次锌—空气”电池结构如图 1 所示。该电池放电时先后经历三个阶段（AgO 中 Ag 为+2 价），测得电压随时间变化的关系如图 2 所示。下列说法错误的是（ ） A. 放电过程中负极区 OH－浓度保持不变 B. 第①阶段石墨烯电极上的反应式为：2AgO+2e－+H2O＝Ag2O+2OH－ C．石墨烯电极上被还原的物质依次为：AgO→Ag2O→O2 D．第③阶段若有 0.1 mol O2 被还原，理论上该阶段负极质量减少 13 g 17．（2023 武汉市华师一附中第二次质检）某化学兴趣小组，根据电化学原理，设计出利用 KCl、NaNO3 为原料制取 KNO3 和 NaCl 的装置如图。A、C 代表不同类别的选择性离子通过膜。下列有关说法中正确的是（ ） A．C 为阳离子交换膜 B．M 和 N 均可采用纯铜作为电极材料 C．M 和 N 电极产生气体的体积比为 2：1 D．电解总反应：KCl+NaNO3 电解 = KNO3+NaCl 18．（2023 上饶一模）据统计，2022 年我国光伏发电并装机容量突破 3 亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是（ ） A. 光伏并网发电装置中 N 型半导体为正极 B. c、d 为阳离子交换膜，e 为阴离子交换膜 C．a 为阴极，电极反应式为 2(CH3)4N++2H2O+2e－＝2(CH3)4NOH+H2↑ D．制备 182 g 四甲基氢氧化铵，两极共产生 33.6 L 气体 19．（2023 石家庄二模）双极膜（BP）可以在电场作用下，使水分子快速解离为 OH－和 H+，并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的 CO2 过程如图所示，已知盐室中生成 CaCO3 实现捕获，下列说法正确的是（ ） A．捕获装置中，阴极反应为 2H++2e－＝H2↑ B．溶液中的 X 为 H+ C．交换膜 A 为阳离子交换膜 D．捕获 1.12 LCO2 转化为沉淀，则转移电子 2 mol 20．（2023 大连一模）我国科研人员将单独脱除 SO2 的反应与制备 H2O2 的反应相结合，实现协同转化。 已知：反应①单独制备 H2O2：2H2O+O2 = 2H2O2，不能自发进行； ( 4 )反应②单独脱除 SO2：4OH－+2SO2+O2 = 2SO 2－+2H2O，能自发进行。 协同转化装置如图（在电场作用下，双极膜中间层的H2O 解离为 OH－和 H+，并向两极迁移）。下列分析错误的是（ ） A. 反应②释放的能量可以用于反应① B. 产生H2O2 的电极反应：O2+2e－+2H+ = H2O2 C. 当生成 0.1 mol H2O2 时，负极区溶液质量增重 9.8 g D．协同转化总反应： SO2+O2+2H2O = H2O2+H2SO4 ( 3 )21．（2023 湛江一模）双极膜在电化学中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O 解离成 H+和 OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷（CHI3）又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，反应原理为 C2H5OH+5IO－＝CHI3+CO 2－+2I－+OH－+2H2O，下列说法不正确的是（ ） A. 电极 N 连接直流电源的负极 B. 电解一段时间后，硫酸溶液浓度降低 C. 电极 M 上的主要反应为 I－－2e－+2OH－＝IO－+H2O D. 每制备 1 mol 三碘甲烷，理论上双极膜内解离 180 g H2O 22．（2023 重庆一模）利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 产品间氨基苯甲酸一定条件下可以发生加成、氧化、取代反应 B．右侧电极电势高于左侧电极电势 C．当电路中转移 8 mol e－时，理论上可得到 1 mol 间氨基苯甲酸 ( 7 )D．阳极的电极反应式为：2Cr3++7H2O－6e－＝Cr2O 2－+14H+ 23．（2023 佛山二模）过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是（ ） A.a 为外接电源的负极 B．电解总反应： C．阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代 D．电解池工作时，I 室溶液质量理论上逐渐减小 24．（2023 重庆一中 4 月模拟）科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成 NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图甲所示，电源电压改变与生成 NH3 速率的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. Pt-C 是该合成氨装置的阴极 B. Pt-C3N4 电极上发生的反应为 N2+6H+－6e－＝2NH3 C. 当电压高于 1.2 V 时，混合气体中 N2 和 NH3 的体积分数之和小于 100% D. 若 H2 的进出口流量差为 22.4 L/min，则固体质子导体中 H+的流速为 2 mol/min 25．（2023 天津二模）某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是（ ） A. ①区铁电极发生吸氧腐蚀，Cu 电极上产生大量气泡 B. ②区铁电极被腐蚀，Cu 电极附近滴加酚酞溶液后变成红色 C．③区铁电极被防护，铁电极反应式为 2H2O+2e－= H2↑+2OH－ D．④区铁电极被防护，活泼 Zn 电极反应式为 Zn－2e－= Zn2+ 26．（2023 潍坊二模）地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀，为减少腐蚀的发生，可使钢管与外接电源相连，使其表面形成致密的 Fe3O4。下列说法错误的是（ ） A．钢管应与电源的负极相连 B．电压过高有可能会加剧腐蚀 C．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强 D．厌氧腐蚀过程中有 FeS 生成 27．（2023 上海奉贤区二模）用压强传感器探究生铁分别在 pH=2.0、4.0 和 6.0 的酸性溶液中发生电化学腐蚀，得到反应体系气体压强与时间的关系如图。有关叙述错误的是（ ） A．负极的电极反应式均为：Fe－2e－= Fe2+ B．pH=2.0 时，压强增大主要是因为产生了 H2 C．pH=4.0 时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．pH=6.0 时，正极一定会发生的电极反应为 O2+4e－+2H2O = 4OH－ 28.（2023 甲卷）用可再生能源电还原 CO2 时，采用高浓度的 K+抑制酸性电解液中的析氢反应，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 IrOx-Ti 电极上 B. Cl-从 Cu 电极迁移到 IrOx-Ti 电极 C．阴极发生的反应有：2CO2 + 12H+ + 12e－= C2H4 + 4H2O D．每转移 1 mol 电子，阳极生成 11.2 L 气体（标准状况） 29.（2023 乙卷）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，表面喷涂有硫磺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： 1S8 +e－→1S 2－ ，1S 2- +e－→S 2－，2Na++S 2-+2（1－）e－→Na2Sx。下列叙述错误的 2 2 8 2 8 4 4 4 4 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 C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e－→Na2Sx 8 D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 30.（2023 辽宁）某无隔膜流动海水电解法制 H2 的装置如图所示，其中高选择性催化剂 PRT 可抑制 O2 产生。下列说法正确的是（ ） A.b 端电势高于 a 端电势 B. 理论上转移 2 mol e－生成 4 g H2 C. 电解后海水 pH 下降 D. 阳极发生：Cl－+H2O－2e－= HClO+H+ 【参考答案】 1-10 BCCCC DBCBC 11-20 DCCCC ACCAD 21-30 BCCCB ACCAD 学科网（北京）股份有限公司 $$