题型19 有关电化学的综合考查-【金版教程】2026年高考化学大二轮大考试题精选重组全书word

大考试题精选重组　化学 题型19　有关电化学的综合考查 1．(2025·江苏卷，8)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　) A．电极a上发生氧化反应生成O2 B．H＋通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变 D．外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2 答案：A 2．(2025·北京卷，14)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。 实验 电极Ⅰ 电极Ⅱ 电压/V 关系 ⅰ 石墨1 石墨2 a a>d>c>b>0 ⅱ 石墨1 新石墨 b ⅲ 新石墨 石墨2 c ⅳ 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是(　　) A．a>0，说明实验ⅰ中形成原电池，反应为2H2＋O2===2H2O B．b<d，是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C．c>0，说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应 D．d>c，是因为电极Ⅰ上吸附H2的量：ⅳ>ⅲ 答案：D 解析：按照图1电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨2中会吸附少量氢气。由分析可知图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。由分析可知，A正确；因为ⅱ中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致b<d，B正确；c＞0，说明电极Ⅰ发生还原反应，实验ⅲ中新石墨上可能含有空气中的少量氧气发生反应，C正确；实验ⅲ与实验ⅳ中电极Ⅰ不同，d>c，是因为电极Ⅰ上吸附O2的量：ⅳ>ⅲ，D错误。 3．(2025·湖北卷，15)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3＋和[Fe(H2O)6]2＋在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是(　　) A．阴极反应为[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6]2＋比[Fe(H2O)6]3＋稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自电子转移后[Fe(H2O)6]2＋和[Fe(H2O)6]3＋离子结构的改变 答案：B 解析：由图可知，左侧电极反应为[Fe(H2O)6]2＋－e－===[Fe(H2O)6]3＋，则左侧电极为阳极，右侧电极反应为[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋，则右侧电极为阴极，A正确；已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断[Fe(H2O)6]3＋＋e－===[Fe(H2O)6]2＋是吸热反应，但此过程同时涉及电能和热能的转化，则[Fe(H2O)6]3＋与[Fe(H2O)6]2＋稳定性大小无法判断，B错误；由“装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热”可知多孔隔膜可阻止热交换，C正确；题干明确指出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)本身不会直接导致结构变化，则热效应实际上来自电子转移完成后，新生成的离子[Fe(H2O)6]2＋和[Fe(H2O)6]3＋因配位环境或电荷分布变化引起的结构的改变，D正确。 4．(2025·广东卷，16)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上(　　) A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 答案：C 解析：该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，电极Ⅱ作负极，电极反应式为H2－2e－===2H＋；氧气发生还原反应，电极Ⅰ作正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。由分析可知，氧气发生还原反应，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－===2H＋，同时，负极每失去1个电子，就会有一个H＋通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误。 5．(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn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===ZnMn2O4 C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 答案：C 解析：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；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；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol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0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D不正确。 6．(2024·河北卷，13)阅读以下材料，完成下题。 我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2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===MgC2O4 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 CO2 答案：C 解析： 电极 过程 电极反应式 Mg电极 放电 Mg－2e－===Mg2＋ 充电 Mg2＋＋2e－===Mg 多孔碳纳米管电极 放电 Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4 充电 MgC2O4－2e－===Mg2＋＋2CO2↑ 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，C错误。 7．(2024·浙江6月选考，13)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： 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 答案：B 解析：图2为外加电流法，阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了反应Fe－2e－===Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和辅助阳极上发生了氧化反应，D不正确。 8．(2024·安徽卷，11)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Zn­TCPP(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＋ZnZn2＋＋3I－ C．充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn­TCPP D．放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子 答案：C 解析：由题图中信息可知，该新型水系锌电池放电时的负极是锌，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，被还原的Zn2＋主要来自电解质溶液，C错误。 9．(2024·浙江1月选考，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2＋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，溶液的pH变大 C．铁电极上发生的电极反应式为2NH3＋2e－===H2↑＋2NH D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn 答案：C 解析：Zn比Fe活泼，在氨水中二者可形成原电池，电化学腐蚀的总反应方程式为Zn＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，氨水浓度越大，生成[Zn(NH3)4]2＋的速率越快，腐蚀趋势越大，A正确；总反应方程式中有OH－生成，故溶液的pH变大，B正确；Zn生成[Zn(NH3)4]2＋，发生氧化反应，作负极，则Fe作正极，正极上水解离出来的H＋得电子生成氢气，结合电解液为氨水知Fe电极上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误；根据总反应方程式，可得关系式：H2～Zn，故每生成标准状况下224 mL(0.010 mol)H2，消耗0.010 mol Zn，D正确。 10．(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(　　) A．放电时V2O5为正极 B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移 C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O 答案：C 解析：由题中信息可知，该电池放电时Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确。 11．(2023·福建卷，8)一种可在较高温下安全快充的铝－硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93 ℃的共熔物)，其中氯铝酸根[AlnCl(n≥1)]起到结合或释放Al3＋的作用。电池总反应：2Al＋3xSAl2(Sx)3。下列说法错误的是(　　) A．AlnCl含4n个Al—Cl键 B．AlnCl中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n－1)个 C．充电时，再生1 mol Al单质至少转移3 mol电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的AlnCl浓度越高 答案：D 解析：放电时铝失去电子生成铝离子作负极，硫单质得到电子作正极，充电时铝离子在阴极得到电子生成铝，硫离子在阳极失去电子生成硫单质。AlnCl的结构为，所以含4n个Al—Cl键，A正确；由AlnCl的结构可知同时连接2个Al原子的Cl原子有(n－1)个，B正确；由总反应可知充电时，再生1 mol Al单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移3 mol电子，C正确；由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多，所以n值大的AlnCl浓度越高，D错误。 1．(2025·广东省广州市第六中学三模)下列装置不能达到实验目的的是(　　) A．图甲：在铁件表面镀铜 B．图乙：依据2Fe3＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Fe2＋(aq)设计原电池 C．图丙：探究吸氧腐蚀 D．图丁：探究牺牲阳极法保护金属铁 答案：A 解析：在铁件表面镀铜，应将待镀铁件作电解池的阴极，A错误。 2．(2025·浙江桐乡高三一模)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现红褐色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域 答案：B 解析：NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，液滴边缘是正极区，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－(发生还原反应)，在液滴外沿，由于发生反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3形成了铁锈环(b)，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3。 3．(2025·辽宁省抚顺市六校协作体三模)硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。某硅基钴酸锂电池的工作原理如图所示。已知充电时硅基电极反应式为Si＋xe－＋xLi＋===LixSi。下列说法正确的是(　　) A．右侧电极通过锂离子的脱嵌与嵌入实现充、放电 B．闭合K2，Li1－xCoO2/LiCoO2电极发生还原反应 C．闭合K1，Li1－xCoO2/LiCoO2电极的电极反应式为Li1－xCoO2－xe－＋xLi＋===LiCoO2 D．闭合K2，当电路中转移0.1 mol电子时，理论上左室电解质质量减少0.7 g 答案：A 解析：由题图可知，闭合K1时，该装置为原电池，Si电极为电池的负极，电极反应式为LixSi－xe－===Si＋xLi＋，Li1－xCoO2/LiCoO2为正极，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2；当闭合K2时，该装置为电解池，Si电极为电解池的阴极，电极反应式为Si＋xe－＋xLi＋===LixSi，Li1－xCoO2/LiCoO2为阳极，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋。由上述分析可知，A正确，B、C错误；闭合K2，左室电解质中的Li＋在阴极上得电子转化为LixSi，但是右侧Li＋会从阳极室穿过锂离子导体膜移到阴极室，理论上左室电解质质量不变，D错误。 4．(2025·河北省衡水中学三模)热再生电池堆­CO2电化学还原池系统(TRBs­CO2RR)可回收烟气中的低温余热并将其转化为电能，同时实现CO2转化利用，其工作原理如图。 下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中化学能转化为电能 B．可从Pt电极产生的气体中分离并回收CO2 C．碳毡处的电极反应：Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋ D．阴离子交换膜每通过2 mol HCO，就生成3 mol CO 答案：B 解析：由系统名称“热再生电池堆­CO2电化学还原池系统”判断右侧装置Ⅱ为CO2电化学还原池系统，即电解池，左侧为电池堆(即原电池)。左侧原电池的电极反应式为负极(泡沫铜)：Cu＋4CH3CN－e－===[Cu(CH3CN)4]＋，正极(碳毡)：Cu2＋＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，右侧电解池的电极反应式为阳极(Pt极)：4HCO－4e－===O2↑＋4CO2↑＋2H2O，阴极(Ag/C极)：3CO2＋2e－＋H2O===CO＋2HCO。装置Ⅱ为电解池，电能转化为化学能，A错误；Pt极产生O2和CO2，即可从产生的气体中分离并回收CO2，B正确；碳毡处的电极反应为Cu2＋＋4CH3CN＋e－===[Cu(CH3CN)4]＋，C错误；阴离子交换膜每通过2 mol HCO，电路中转移2 mol电子，生成1 mol CO，D错误。 5．(2025·辽宁省五校高三质量检测)调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在，两性离子整体呈电中性，此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。 已知：谷氨酸的pI为3.22，丙氨酸的pI为6.02，赖氨酸的pI为9.74。利用如图装置分离这三种氨基酸，a、b为离子交换膜，电极均为惰性电极。下列说法正确的是(　　) A．阳极的电极反应式为2H2O＋4e－===4H＋＋O2↑ B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C．原料室的pH应控制在9.74 D．在产品室1中，可以收集到谷氨酸 答案：D 解析： 6．(2025·四川巴中三模)采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如图，下列说法正确的是(　　) 已知：中性红NR：， NRH2： A．若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的Zn板 B．电解时，b极的电极反应式为R－3e－―→RH3 C．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为CO2＋OH－===HCO 答案：D 解析：由图可知，装置中a极NRH2与HCO转化为NR和CO2，N元素化合价升高，发生氧化反应：NRH2－2e－＋2HCO===NR＋2CO2↑＋2H2O，所以a极为阳极，与直流电源正极相连，b极为阴极，与直流电源负极相连，NR在阴极得到电子发生还原反应生成NRH2。a极是阳极，应接原电池的正极，铜锌原电池中Zn是负极，故A错误；b极为阴极，电极反应式为NR＋2e－＋2H2O===NRH2＋2OH－，故B错误；由b极的电极反应式可知，溶液中氢氧根离子浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，a极区的阳离子需转移到b极区，则装置中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误。 12 学科网（北京）股份有限公司 $