第一章 专题6 新型电化学装置分析-【6星学霸·高考黑题】2026年高考化学二轮专项冲刺

第一章选择题专练学丽 专题6新型电化学装置分析 命题密钥 新型电化学装置是高考必考题型，近年来高考试题常以最新科研成果、工业生产或环境治 理为情境，结合电池原理示意图进行考查，多为新型电池以及电解池的实际应用。选项涉及电 极反应式书写、转移电子数有关计算、电解质溶液浓度及pH变化等。 实战演练 经典真题1(2025·甘 A. 阴极反应为[Fe(H,0)。]++e一 肃，12,3分)我国科研 [Fe(H,0)6]2 海水 海水 工作者设计了一 B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推断 种Mg-海水电池驱动 [Fe(H,0)。]2+比[Fe(H,0)6]3+稳定 海水(pH=8.2)电解系统（如图）。以新型MoNi C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 /NMoO,为催化剂（生长在泡沫镍电极上）。在 D.已知电子转移过程非常快，物质结构来不及 电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系 改变。热效应主要来自电子转移后 统的说法错误的是 [Fe(H,0)6]2和[Fe(H,0)6]结构的改变 A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化 巩固训练1(2025·北京一模) 金属外壳 效率 锌银纽扣电池是生活中常见的 B.在外电路中，电子从电极1流向电极4 次电池，其构造示意图如右。 Ag.O C.电极3的反应为40H-4e=2H20+021 下列说法不正确的是 ( ）浸了KOH(aq的隔板 A.Zn作电池的负极 D.理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 B.电池工作时，OH向正极移动 经典真题2(2025·湖北，15,3分)某电化学制 C.正极的电极反应为Ag20+2e+H20 冷系统的装置如图所示。[Fe(H,0)。]3”和 2Ag+20H [Fe(H,0)s]2+在电极上发生相互转化，伴随着 D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循 巩固训练2(2025·河北秦皇岛一模)为了减少 环流动（①→②→③→④→①）实现制冷。装置 工业烟气中余热与C0,的排放，科研人员设计了 只通过热交换区域I和Ⅱ与环境进行传热，其他 种热再生电池-二氧化碳电化学还原池系统， 区域绝热。下列描述错误的是 消除C02的同时产生02和新的能源C0,其工作 热交换区域Ⅱ 原理如图所示。下列说法错误的是 ) 国 IFe(H.O) 多FeH,0w 电 [H,O乃 [Fe(H.O)P CH.CN [Cu(CH.CNT [Cu(CH.CN) 泵热交换区城 B KHCO,溶液 电源 C 011 学丽高考·黑题化学 A.[Cu(CH,CN)4]中N提供孤电子对与Cu形 为CaC03,同时得到高浓度的盐酸、H2和02。在 成配位键 直流电源的作用下，双极膜中的H,0可自动解 B.工作时，HCO;从右向左移动 离为H和OH。下列说法不正确的是( C.阴极的电极反应为3C02+2e+H0 ● 阴离子 离子 Q 电机 双极膜 交换膜交换膜 双极模 电极h C0+2HC0写 D.工作时，C极生成1.12L(标准状况)氧气，A 室 Ⅲ室 H.O H,0 极质量减少6.4g + HCO 盐酸 巩固训练3(2025·辽宁大连模拟)微流体燃料 弱 OH 电池利用多股流体在微通道内呈平行层流的特 NaNO 环境 NaNO 性，无需质子交换膜，自然地将燃料和氧化剂隔 CO, 高浓度盐酸 开。燃料为HCOONa,氧化剂为K,[Fe(CN)6], A.电极b连接电源正极 电解质为2mol·L1NaOH溶液构建微流体燃 B.Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜 料电池，反应物流速为200L·min1。下列相 C.Ⅱ室中发生反应：Ca2*+C0}=CaC03↓ 关说法错误的是 D.理论上，每转移2mole,双极膜上共解 (a) 上盖板 离2molH20 燃科进口乙 流场板 巩固训练5(2025·山东潍坊二模)氨燃料电池 阳极 主流道板 是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和 阴极 流场板 热点。一种通过光hv-Ni/TiO,催化合成绿氨联 氧化制 下底板 进口 出口 合氨燃料电池的装置如图，在光照作用下光催化 微流体燃料电池结构示意图( 剂被激发产生电子(e)和空穴(h)。下列说 b)燃料 法错误的是 ( 一流场板 一阳机 NH N..H H.O H'.O 主流道 Ni/Ni Tio. 阴杌 TiO,+h→e+h ~流场板 进口1 进口 H.O 氧化刺 控融NOH-KOH 电池内溶液流动示意图) A.与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度 出口 用电器 出口 大、传质效率高等优点 A.X极电势低于Y极电势 B.阴极反应式为Fe(CN)。+e=Fe(CN) B.光催化剂表面发生反应：2H,0+4h C.电池工作时，Fe(CN)。通过主流道向阳极移动 4H'+02 D.阳极反应式为HC00+30H-2e C.X极的电极反应式是2NH3+60H-6e C05+2H20 =N2+6H20 巩固训练4(2025·广东肇庆二模)利用如图所 D.每产生5.6L(标准状况)NH3,光催化装置生 示的电化学装置可捕捉废气中的C02,并将其转 成1.5molh解析：由图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从CH,CH,Br生成CH,CH,CN和CH,CH,NC的反应都是放热反应，A正确：与 B原子相连的C原子为a-C,由反应历程及能量变化图可知，过渡态TSI是由CN的C原子与CH,CH,B的a-C相作用，形成碳碳键，一一般来 说是由带负电的原子进攻，CN为带负电的进攻方，B正确：分析图示，N一Ag相连的为最右下角的I状态，C一Ag相连且形态与N一Ag连接相似 的为最左下角的Ⅱ状态，圆圈内为各自断裂C一Ag和N一Ag的过程，可以看出断裂C一Ag反应的能量大于断裂N一Ag反应的，故C一Ag作用力 强于N一Ag,C正确：低温状态时，反应的决速步取决于产生过渡态的反应，由于生成CHCH,CN所需要的话化能高，反应速率慢，故低温时更容 易生成CH,CH,NC(主要产物)，D错误 经典直题3B 四解题思路 分析流程图，我们要注意物质的变化秋况和反应流柱主体外的其他物质。CO和C(OH)C相比多出了H和C□元素，可以推测加入的Y 为HC,Cu(OH)C相对于COCl2少了H和0元本，可以推测W为H20 G+(C1-21=02Cu011Ca,M1=]10 0. CuCL-CuCI=02 1E.) C0IC1-C0-11 CuCI- CH(OH)CI nIC -4L 解析：由分析可知，Y为反应物HC,W为生成物H,0,A正确：C0在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误：总反应为放热反应，其他 条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确：图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2CCI和CuC+Cu,OCl2,D正确。 巩固调练1B解析：NH,中N原子价层电子对数为4，采用p3杂化，有一对孤电子，空间结构为三角锥形，A错误：氮分子之间存在非极性键（含U 键和：键)，形成自由基N·破坏了N,中的σ键和π键，B正确：催化剂只改变反应途径，不能改变反应的焓变（反应热），C错误：催化剂可降低 决速步骤话化能.提高反应速率，但不能提高N,平衡转化率，D错误。 巩固调练2B解析：从图中可知总反应为放热反应，即焓变小于0，A错误：由图可知，中间体2到过度态2的能垒最大，为决速步骤，所以由中间 体2生成中间体3的反应速率影响了总反应的反应速率，B正确：催化剂只加快反应速率，降低反应活化能，但不改变反应的始态和终态，故不改 变反应的络变，C错误：该反应的过程中有极性键和非极性的断裂.但只有极性键的形成，没有非极性键的形成，D错误 四技巧点拨 能垒式催化机理奥历程图 单一反应 IA---B (1)基元反应：大多致化学反应要经历多个反应步骤完成，每一步反应称为基元反应 (2)过渡态理论：反应物分子必须经过形成活化洛合物的过渡状态，并达到一定的活化能。这与爬山类 A+B 似，山的最高点便是过淀态。 (3)多步反应的活化能：每一个基元反应都经历一个过淀态（如国）。基元反应的活化能越大，反应速率就 反应历程 越授。最高能垒B,决定了整个步骤的反应连率，称为“控速步 巩固训练3A解析：根据图示③④两步历程可知0，使F©2“转化成F·,恢复催化剂活性，A正确：过程①中没有发生非极性键的断裂，过程④中 发生了0一0非极性键的断裂，B错误：过程②中铁元素化合价发生变化，发生氧化还原反应，过程③中元素化合价没有变化，没有发生氧化还原 反应.C错误：根据图示，该催化历程的总反应为2H,5+0,篮化剂2S+2H,0,可知H,S-20,理论上，每转化34gH,S即1mH,S转移的电子 数日为2NA,D错误。 巩固调练4A解析：反应过程存在0一H的形成，但无0一H的断裂，A错误：H,首先在7G0、催化剂表面解离成2个H·,2个H"与催化剂反 应形成氧空位，催化剂氧空位再与CO2结合，所以催化剂氧空位用于捕获CO2,氧空位越多反应速率越快，B正确：反应祖度过高使甲醇炭化，碳 覆盖在催化剂的表面，使催化剂反应活性下降，C正确：H,首先在ZCO,催化剂表面解离成2个H·,随后参与到C0,的还原过程，根据图中信 息可知.CHOH-6H°，所以理论上，每生成1 mol CH,OH.该历程中消耗的H”的数目为6V,D正确。 专题6新型电化学装置分析 经典真题1D 四解题思路 负板：Mg-2e+2Ul二101 3汉40-4=2l0+0. 正城：21,0+2c=I1+20Π肉域：21H.0+2w=H时+201r 题干中给出了g一海水电池信息，所以左相为原电池，右侧为电解池。电极1失去电子发生氧化反应，为负极：电极2为正板，发生还原反 应得到电子。电极3为相极，失去电子发生氧化反应：电极4为朋极，得到电子发生还原反应。在整体装置中电流方向为：电极2→电极3 +电极4→电被1 解析：将催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确：根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4 B正确：由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为40州-4e一2H,0+021,C正确：根据分析可知，电极2和电极 4均产生氢气，理论上，每通过2m@l电子，可产生2malH,D错误。 经典真题2B 一学霸高考·黑题·化学·06一 四解题思路 10-lO,为电 i0月+=(01，户，为电 解泡下阳初，渔埃电源正极 解池阴极，越线电源页报 猫交接区城川 AFeilLOx FcH.O] Fe(HO). ellLU 4 多我风说E隔 两也核区的落 习2 减，征止发生 法文淡区域1 热交换。数持 电欢 绝然条件： 解析：由分析可知，阴极反应为[F和(H,O)。]艹+e一[F和(H,0)6]2,A正确：已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H,O)。J+e 一[Fe(H,O)。]是吸热反应，无法推斯[Fe(H,0)。]+和[(H,O)6]的稳定性，B错误：多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流.可阻止 热交换，C正确：已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）木身不会直接导致结构变化，热效应实 际上来源于电子转移完成后新生成的离子[F(H,0)6]2·和IF:(H,0)。J“因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确。 巩因训练1B解析：锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：Zm+20H-2e一Z0+H,0,Ag20作正极，发生还原反应：Ag0+2e+H,0 一2Ag+20H,总反应为乙+Ag影0一Z0+2Ag。由分析可知，锌作电池的负极，Ag20作电池正极.A正确：原电池工作时，阴离子向负极移 动，阳离子向正极移动，则0H向负极移动，B错误；由分析可知，正极的电板反应为Ag0+2c+山：0一2Ag+20,C正确：金属外壳需具有良 好的导电性和耐腐蚀性，以保证电池正常工作，D正确 巩固训练2D 四解题思路 由装置圈可知A电极上发生反应：C+4CHCN-一[Cu(CH,CN),]',A电极作负极，B电极为正极，正校发生反应：C +4CH,C\N+e一{Cu(CH,CN),门，则电极D为部板，电极反应：3C02+2e+H0=C0+2HC0,电极C为阳极，电极反应：4HC0写 -4e-02↑+2H,0+4C02↑ 解析：[C山(CH:CN):]+中Cu的空轨道接受CH,CN中N提供孤电子对，形成配位键，A正确：工作时，HCO:由阴极向阳极移动，即从右向左移 动，B正确：根据分析可知，阴极的电极反应为3C0,+2e+H,0C0+2HC0,C正确：若C极生成1.12L(标准欢况)0，，即生成0.05氧气， 转移0.2电子，结合上述电极反应可知A电极消耗0.2 mol Cu,质量减少12.8g.D错误。 巩固训练3C解析：与气态氧化剂相比，液态氧化剂具有溶解度大、传质效率高等优点，A正确：由图b可知阴极通氧化剂，同时阴极发生还原反 应（即原电池正极），故电极反应式为Fe(CN)活+e一P(CN),B正确：电池工作时，Fe(CN)为阴离子，应移向负极.正极得电子发生还 原反应（得电子一极可叫两极），即通过主流道向阴极移动.C错误：通燃料HC0O八一极为负极，负极失电子（失电子一极可叫阳短），碱性条件 下阳极反应式为HC00+30川-2eC0片+2H,0,D正确 四技巧点拨 时于有机物电池或电解池，若其中一个电极反应是无机反应，可先根据无机反应的类型判断发生无机反应的电极类型。若两个电极反应 均为有机反应，可将复杂有机物中的H、0等元素的化合价看作常规化合价(H为+1价，0为-2价苹)，然后推断C元套的化合价及变 情况，进而确定反应类型：也可根据有机物中H、0的增减情况确定其反应类型。 巩固训练4D解析：电极b:溶液中的H,0在阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为2H,0-4e0,↑+4H。电极a:溶液中的H在阴极 得到电子发生还原反应，电极反应式为2H+2一H2↑。左侧双极膜中H移向电极a.即电极a为阴极，电极b为阳极，连接电源正极，A正 确：右侧双极膜中H移向Ⅲ室，Ⅱ室中C也移向Ⅲ室，Ⅲ室中才能获得高浓度盐酸，Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜，B正确：C0通过阴离子交 换膜移向Ⅱ室，Ⅱ室中发生反应：Ca+C0行CaC01↓，C正确：理论上，每转移2mal。,每个双极膜上解离2molH,0,两个双极膜上共解离 4mdH20.D错误。 巩固训练5D解析：N,在光催化剂表面转化为N,藏性介质条件下，N,转化为N2,化合价升高，爱生氧化反应，侧电极X为负极，电税反应式 为2NH3+60H-6一N2+6H20:H20转化为02，化合价降低.发生还原反应，则电极Y为正极，电极反应式为2H20+4e一H2+40H。 由分析可知，电极X为负极，电极Y为正极，则X极电势低于Y极电势，A正确：光催化剂表面H,0转化为02，发生反应为2H,0+4h一4H+ O2,B正确：电极X为负极，电极反应式为2NH+6OH-6e一N2+6H,O,C正确：N,在光能化剂表面转化为NH,生成2lNH,转移 6m%le,则每产生5.6L(标准扶况)NH.转移0.75molh,D错误 专题7电解质溶液图像分析 经典真题1C 四解题思路 物质分布阳线题目常通过交点来计算化学平衡常数人。在判断溶液中离子浓度大小时要灵活运用溶液中的电荷守恒、物料守恒、质子 守位 el[CuLa]'1 解析：C+3.一[Cul,]的K= )2当图中[C”=6a)时.K2lsK=-g(.由图像可知，此时-16cge(c -l.2,则lgK≠0.27，A错误；当c(Cm)=c[Cal+时，由图像可知，(Cw)=61[Cl]1=0.48,61[Cula]可忽略不计，则，81[CuLz]1= 0.04,e【CuL2]=0.04×1.0×10-3mml·L=4×105mml·L1,B错误；[CuL]结合L的离子方程式为[CuL]+L一[CuL+1]六，当 6[Gln]t=61[Cul1]'{时，K= 由图像交点可知，随着n变大，(1)逐渐变大，则人值变小，说明Cl,]”结合L的能力随之减小 一学霸高考·黑题·化学·07一