专题七 化学反应与电能-【创新大课堂】2026年高考化学五年真题分类汇编168优化重组卷

专题七 化 考向一原电池 1.(2025·广东卷，4分)一种高容量水系电池示 意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减 少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容 量为26.8A·h。下列说法错误的是 ( T S/MnS 离子交 MnO 换膜 MnSO MnSO 溶液 溶液 A.充电时Ⅱ为阳极 B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 r C.放电时负极反应为：MnS一2e S+Mn2+ D.充电时16gS能提供的理论容量为 26.8A·h 2.(2025·山东卷，4分)全铁液流电池工作原理 款 如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的 石墨电极。下列说法正确的是 量 Fe2 Fe3+/Fe2 Fe2+ Fe3+/Fe2+ 隔膜 A.隔膜为阳离子交换膜 B.放电时，a极为负极 C.充电时，隔膜两侧溶液Fé2+浓度均减小 D.理论上，Fe3+每减少1mol,Fe2+总量相应 华 增加2mol 3.(2025·江苏卷，3分) 稀HSO 以稀HSO为电解质溶 液的光解水装置如图所 尔 示，总反应为2H2O 2H2个+O2个。 催化剂 电极a质子交换膜电极b 闲 下列说法正确的是 之反应与电能 A.电极a上发生氧化反应生成O2 B.H十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0.01mol电子，电极b上产 生0.01molH2 4.(2025·黑吉辽蒙卷，3分)一种基于Cu20的 储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增 重。若将b极换成Ag/AgC1电极，b极仍增 重。关于图中装置所示电池，下列说法错误 的是 负载 进料口 出料口 b Cu,0/ Cuz(OH)Cl NaCl溶液 NaTi,(PO)/ Na:Tiz(PO3 A.放电时Na十向b极迁移 B.该电池可用于海水脱盐 C.a极反应：Cu2O+2H2O+C1--2e- Cu2(OH)3C1+H+ D.若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去 储氯能力 5.(2025·安徽卷，3分)研究人员开发出一种 锂-氢可充电电池（如图所示），使用前需先充 电，其固体电解质仅允许+通过。下列说法 正确的是 气体扩散电极 惰性电极 储氢容器孔 电解质溶液 固体电解 有机电解质 LiHPO i 0 A.放电时电解质溶液质量减小 B.放电时电池总反应为H2+2Li—2LiH C.充电时L十移向惰性电极 D.充电时每转移1ol电子，c(H+)降低 1mol·L-1 阅读以下材料，完成6题。 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1,3一丙二胺(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。 C02 多孔 Mg Mg(TFSD2 Mg(TFSD) PDA PDA 米管 MgC2O 电 6.(2024·河北卷，3分)下列说法错误的是 ( A.放电时，电池总反应为2CO2十Mg -MgC2O 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1 mol CO2 7.(2024·安徽卷，3分)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：l十Zn放电Zm2+十3I 充电 C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自 Zn-TCPP D放电时，消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol 电子 54 8.(2024·江苏卷，3分)碱性锌锰电池的总反应 Zn+2MnO,+H2O=ZnO+2MnOOH, 电池构造示意图如图所示。下列有关说法正 确的是 锌粉和KOH MnO2和KOH 隔膜 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1 mol MnOOH,转移电子数 为2×6.02×1023 9.(2024·新课标卷，6分)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) 传感 纳米P导电聚合物纳米CuO/导电聚合物b关 葡萄糖酸 (CH2O) CuO 血液 og0 00 Cuo /。0 OH °。009o 0 。。00 葡萄糖 电池工作时，下列叙述错误的是 A.电池总反应为：2C6H12O6+O2 2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(I)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 10.(2024·全国甲卷，6分)科学家使用6 MnO2研制了一种MnO2一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 ( Z MnO ZnSO水溶液 电极 电极 A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B充电时，会发生反应Zn十2MnO2一 ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2十H2O+e -MnOOH+OH D放电时，Zn电极质量减少0.65g,MnO2 电极生成了0.020 mol MnOOH 11.(2023·新课标卷，6分)一种以V2O5和Zn 为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电 池，其示意图如下所示。放电时，Z2+可插 入V2O层间形成Zn,V2O5·nH2O。下列 说法错误的是 放电”绿 0充电、的99 V,Os ZnV0、'nH,O Zn电极 V,O,电极 Zn(CF,SO)2水溶液 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= ZnzV2O5·nH2O D.充电阳极反应：ZnV2O·nH2O-2.xe -xZn2++V2 Os+nH2 O 12.(2023·全国乙卷，6分)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： 2Na+++2(1-)e--Na2S, 55 钠电极 电解质 、硫电极 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a→b C.放电时正极反应为：2Na++苓S十2e一 Na2S, D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电 性能 13.(2023·全国甲卷，6分)用可再生能源电还原 C○2时，采用高浓度的K+抑制酸性电解液中 的析氢反应可提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的 生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是 () 太阳能 可再 IrO,-Ti H2SO C KCI、 电极溶液 HPO,溶液电极COC 源 CH:,C2H.OH 风能 A.析氢反应发生在IrO,-Ti电极上 B.Cl从Cu电极迁移到IrOn-Ti电极 C.阴极发生的反应有：2CO2+12H++12e -C2H4+4H2O D.每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体 (标准状况) 14.(不定项)(2023·山东卷，4分)利用热再生 氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。 电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的 CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电 池开始工作。下列说法正确的是 ( ) NH CuSO 低温 溶液 热解 隔膜 A.甲室Cu电极为正极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为：Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+ D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生 影响 15.(2023·辽宁卷，3分)某低成本储能电池原 理如下图所示。下列说法正确的是 ( 电源或负载 Pb/PbSO 多孔碳 Fe+/Fe2+ HSO(aq) HSO,(aq） 质子交换膜 A.放电时负极质量减小 B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb十SO+2Fe3+ PbSO+2Fe2+ 16.(2022·山东卷)Cu2-xSe是一种钠离子电池 正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞 (示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标 出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正 确的是 Cu,S Na Cu,Se NaCuSe ONCu',Cu可能占据的位置 ●Na A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶 胞，转移电子数为8 C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为 1-x D.当Na,Cu2-xSe转化为NaCuSe时，每转 移(1-y)mol电子，产生（1-x)mol Cu 原子 17.(2022·湖南，3分)海水电池在海洋能源领 域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如 下。下列说法错误的是 ( 56 M 用电器 N Li 海电 隔膜玻璃陶瓷 A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O十2e 2OH-+H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂-海水电池属于一次电池 18.(2022·全国甲，6分)一种水性电解液 Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示 [KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)?-存在]。 电池放电时，下列叙述错误的是 () MnO2电极离子选择隔膜Zn电极 HsO:溶液水sO溶液杯0H溶液 Π Ⅲ A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.I区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移 C.MnO2电极反应：MnO2+2e+4H+ Mn2++2H2O D.电池总反应：Zn+4OH+MnO2+4H+ —Zn(OH)?-+Mn2++2H2O 19.(2022·全国乙，6分)IiO2电池比能量高， 在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。 近年来科学家研究了一种光照充电IiO2电 池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电 子(e)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++ e一Li)和阳极反应(Li2O2+2h+ 2Li+十O2)对电池进行充电。下列叙述错误 的是 () 五年真题分类汇编·化学 学校 班级 学号 姓名 密 内 禁 题 2.(202L.格糕卷)售化社TAPP-MG(1)8 Si+LiCoOz 电效B 电装A D.电池品风就可集示光。5+L1).C00. C.数电际”电煤上光上数·风业团业示光 期胶性锂城Lif 20.02021·浙工GA:2))技合国务株限理图 D.欧电两际·上禁来合欧业：0+211+2。 蓝画粉 < 西 西汾 西 屉沙 案 -LiCoO2 荣西宋癖卡 21+0 负载 CO2,Li'.e- TAPP-Mn(ID Li:CO+C Li'e- ● *LiCO *LiC:O3 Li 电解质 CO2.Lie +$C0 CO2.Li.e- LicO: 下列说法错误的是 A.Ii一CO2电池可使用有机电解液 B.充电时，Ii+由正极向负极迁移 C.放电时，正极反应为3CO2十4Ii++4e 2Li2 CO+C D.LiCO2、*CO、*IiC2O3和C都是正极 反应的中间产物 22.(2021·湖南卷，3分)锌/溴液流电池是一种 先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生 能源储能和智能电网的备用电源等。三单体 串联锌/溴液流电池工作原理如图所示： 循环回路 循环回路 M-0( D--N 隔膜 热交换器贮液器 贮液器 泵锌电极 /沉积锌 双极性碳和塑料电极- Br复合物贮存 Br,活性电极 下列说法错误的是 A.放电时，N极为正极 B.放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断 减小 C.充电时，M极的电极反应式为Zn++ 2e-Zn D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过 23.(2021·北京卷)有科学研究提出：锂电池负 极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量 的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O) 与含LiH的Li负极材料反应，通过测定 n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)。 己知：①LiH+H2O-LiOH+H2 ②2Li(s)+H2=2LiH△H<0 下列说法不正确的是 A.可用质谱区分D2和HD B.Ii与D2O的反应：2Li+2D2O一2IiOD+ D2个 C.若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD) 越小 D.80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反 应所得n(D2)/n(HD)大 24.(2021·辽宁卷)如图，某液态金属储能电池 放电时产生金属化合物Ii3Bi。下列说法正 确的是 M极：液态Li/泡沫Ni 熔融LiC和KCI N极：液态Sb-Bi-Sn 不锈钢外壳 A.放电时，M电极反应为Ni-2e一N2+ B.放电时，Li+由M电极向N电极移动 C.充电时，M电极的质量减小 D.充电时，N电极反应为Ii3Bi十3e-一 3Li+Bi 25.(2021·河北)K一O2电池结构如图，a和b 为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该 电池，下列说法错误的是 ( 隔店 -KO 有机电解质1有机电解质2 A.隔膜允许K+通过，不允许O2通过 B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极； 充电时，b电极为阳极 C.产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消 耗O2的质量比值约为2.22 D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g 钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水 考向二电解池 1.(2025·甘肃卷，3分)我国科研工作者设计了 一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解 系统（如图），以新型MoNi/NiMoO4为催化剂 (生长在泡沫镍电极上)，在电池和电解池中同 时产生氢气。下列关于该系统的说法错误 的是 ( 58 Mg 1 海水 2 海水 Mg(OH)2 A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化 效率 B.在外电路中，电子从电极1流向电极4 C.电极3的反应为：4OH一4e-2H2O+ O2个 D.理论上，每通过2mol电子，可产生1mol H2 2.(2025·河南卷，3分)一种液流电解池在工作 时可以实现海水淡化，并以LC】形式回收含 锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 含锂 废弃物 离子 离子 离子 交换 交换 交换 Lis Fe(CN) 膜I 膜Ⅱ 膜Ⅲ b Li[Fe(CN) 储液罐 下列说法正确的是 A.Ⅱ为阳离子交换膜 B.电极a附近溶液的pH减小 C.电极b上发生的电极反应式为 [Fe(CN)6]4-+e-[Fe(CN)6]3 D.若海水用NaC1溶液模拟，则每脱除58.5g NaCl,理论上可回收1 mol LiCl 3.(2025·陕晋宁青卷，3分)我国科研人员采用 图甲所示的电解池，由百里酚(TY)合成了百 里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程如图 乙（灰球表示电极表面催化剂）。下列说法错 误的是 ( 电源 H2SO HSO TQ CHCN CH.CN H2O H2O TY 电极a 质子交换膜 电极b 甲 (TY)+H2O 2H 2H A.电解时，H+从右室向左室移动 B.电解总反应：TY+H,0电解TQ十2H2◆ C.以 为原料，也可得到TQ OH D.用8O标记电解液中的水，可得到 18 4.(2025·河北卷，3分)科研工作者设计了一种 用于废弃电极材料Li,CoO2(x<1)再锂化的 电化学装置，其示意图如下： A Bo 直流电源 参 02 Li.CoO2 LiSO Q 电 电极 溶液 极 已知：参比电极的作用是确定Ii,CoO2再锂化 为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下 列说法正确的是 ( A.Li,CoO2电极上发生的反应：Li,CoO2十 xe+xLi+--LiCoOz B.产生标准状况下5.6LO2时，理论上可转 化己mol的Li,Co02 C.再锂化过程中，SO向Li,CoO2电极迁移 D.电解过程中，阳极附近溶液pH升高 59 5.(2024·吉林卷，3分)“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： +0H- HO O -OH HH HH HO O H2。下列说法错误的是 2 电源 惰性电极及催化剂 HCOO KOH溶液 KOH溶液 HCHO b 阴离子交换膜 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-十H2↑ C.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↑ 6.(2024·湖北卷，3分)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一[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发 生的电子转移反应为[OCH2O]2一e HCOO十H·。下列说法错误的是() OH HO1 电源 H <Pb PbCu Cu HO HO HCOO N'H +HCHO HO N-OH CuH2SO KOH KSO 溶液 HO 溶液 双极膜 A.电解一段时间后阳极区c(OH一)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↑+2H2O D.阴极区存在反应H2C,O4+2H++2e -CHOCOOH+H2O 7.(2023·辽宁卷，3分)某无隔膜流动海水电解 法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催 化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确 的是 ( 电源 钛网 钛箔 >02 H 海水 PRT HCIO MnO, A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移2mole生成4gH2 C.电解后海水pH下降 D.阳极发生：C1-+HO-2e-HClO+H 8.(2023·湖北卷，3分)我国科学家设计如图所 示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的 绿色化。该装置工作时阳极无C12生成且 KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率 为xmol·h-1。下列说法错误的是( 离子交换膜 透汽不透液态水 的PTFE膜 电 极 30%KOH溶液 海水 A.b电极反应式为2HO十2e H,个+2OH B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PT FE膜 D.海水为电解池补水的速率为2xmol·h1 60 9.(2023·浙江1月，3分)在熔融盐体系中，通 过电解TiO,和SiO2获得电池材料(TSi),电 解装置如图，下列说法正确的是 () 电源 电极A ,石墨电极 熔融盐 CO (CaCl2、NaCl) 产物TiSi A.石墨电极为阴极，发生氧化反应 B.电极A的电极反应：8H+十TiO2十SiO2十 8e-TiSi+4H2O C.该体系中，石墨优先于C1参与反应 D.电解时，阳离子向石墨电极移动 10.(2022·广东，2分)以熔融盐为电解液，以含 Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电 解，实现A1的再生。该过程中 () A.阴极发生的反应为Mg-2e-—Mg2+ B.阴极上Al被氧化 C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等 11.(2022·广东，4分)科学家基于C12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NaTi2(PO4)3十2Na++ 2e-一Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是 ( 。-输电网 。风力 发电 Cl2/ NaCl CCI 溶液 电极 多孔炭 电极b 泉 五年真题分类汇编·化学 学校 班级 学号 姓名 密 0 P 慈正超 4 HO MnO2 +4H+ 电效A LiMn.O HO+,H+ OH 是 B一电效B动电辣定业：2ZP0+MN2 电煤分阳党·安合海凤实业 B.汉电街NAC』珞珠防卫H业山入 N in入格效以来有工：C0. +KB放 12.0202.今国联音：62)/联股赵一种具想 MnO 电 12.(2022·浙汉卷公A:2))通动电粮吸目 荣正强的 A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解 质的作用 B.阳极上的反应式为HO—C—C—OH+十 2H++2e→H0-CC-H+H,O C.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移 了1mol电子 D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向 铅电极方向迁移 14.(2021·广东卷，4分)钴(Co)的合金材料广 泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图 为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。 下列说法正确的是 ( 石墨 阳离子 阴离子 Co 交换膜 交换膜 H CI SO H CI Co2 I室 Ⅱ室 Ⅲ室 A.工作时，I室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B.生成1 mol Co,I室溶液质量理论上减 少16g C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应 不变 D.电解总反应：2C02++2H,0通电2C0十0，◆ +4H 15.(2021·浙江1月，2分)镍镉电池是二次电 池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、 K2为开关，a、b为直流电源的两极)。 v⊕ K a b K2 Cd(OH)2 2NiOOH+2H2O -2e- H2O- +2e KOH(21%) Cd+20H 2Ni(OH)2+20H- 电极A 电极B 下列说法不正确的是 A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形 式：化学能→电能 B.断开K1、合上K2,电极A为阴极，发生还 原反应 C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中 KOH浓度不变 D.镍镉二次电池的总反应式：Cd+2 NiOOH十 2H,0放电Cd(OHD2.+2N(OD2 充电 16.(2021·海南卷)液氨 电源 中存在平衡：2NH3 H2 一NHt+NH,。 如图所示为电解池装 K 置，以KNH2的液氨 NH(1) 溶液为电解液，电解 过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。 下列有关说法正确的是 A.b电极连接的是电源的负极 B.a电极的反应为2NH3十2e H2+2NH2 C.电解过程中，阴极附近K+浓度减小 D.理论上两极产生的气体物质的量之比为 1:1 17.(2021·天津卷)如下所示电解装置中，通电 后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶 解，下列判断错误的是 石墨 foa bo 石黑 电极 直流电源 电极 LO0.01 mol Fe.O CuCI溶液目 -NaSO溶液 阴离了 交换膜 交换膜 A.a是电源的负极 B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加 石蕊溶液，出现红色 C.随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大 D.当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生 气体336mL(折合成标准状况下) 18.(2021·湖北卷)Na2Cr2O2的酸性水溶液随 着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法 制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误 的是 电源 H2 酸性 NaOH Na.Cr2O 水溶液 水溶液 离子交换膜 A.电解时只允许H+通过离子交换膜 B.生成O2和H2的质量比为8：1 C.电解一段时间后阴极区溶液OH一的浓度 增大 D.CrO3的生成反应为：Cr2O号-+2H+ 2CrO3+H2O 19.(2021·江苏卷)通过下列方法可分别获得 H2和O2:①通过电解获得NiOOH和H2 (如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应 生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确 的是 电源 NiOOH H H2O 水OH溶液 Ni(OH)2 A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B.电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH- e-NiOOH+H2 O C.电解的总反应方程式：2H,0通电2H,+十 O2↑ D.电解过程中转移4mol电子，理论上可获 得22.4LO2 20.(2021·全国乙卷，6分)沿海电厂采用海水 为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生 会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决 这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极答案(1)3H2(g)十6C(石墨，s)=C6H(1) △H=+49.1k·mo11 8.解析(1)已知CaO(s)十CO2(g)—CaCO3(s)△H= -178.8kJ·mol1,因此向重整反应体系中加入适量多孔 CO的优点是吸收CO2,使平衡正向移动，提高H2的产率，同 时提供热量。 (2)①反应I:CH4(g)+CO2(g)—2CO(g)+2H2(g)△H= 246.5kJ·mo1 反应Ⅱ：H2(g)十CO2(g)—CO(g)+H2O(g)△H=41.2kJ·: mol 依据盖斯定律可知I×3一ⅡX2即得到反应3CH4(g)十CO2(g)! +2H2O(g)—4CO(g)+8H2(g)的△H-657.1k·mol-1。: ②由于反应I和反应Ⅱ的△H>0,高温下反应的平衡常数大： (反应正向进行程度大)，CO2的消耗量大，反应Ⅲ的△H<0, 高温下反应的平衡常数小（反应正向选行程度小），CO2的生成： 量小，所以800℃下C02平衡转化率远大于600℃下CO2平 衡转化率。(3)①图2所示机理的步骤（丨）中CO结合氧元素： 转化为二氧化碳，根据Cu、Ce两种元素的核外电子排布式可判！ 断元素Cu、Ce化合价发生的变化为铜的化合价由十2变为+1！ 价，铈的化合价由十4价变为+3价。②由于高温下，Cu(十2： 价)或Cu(十1价)被H2还原为金属Cu,所以当催化氧化温度 超过150℃时，催化剂的催化活性下降。 答案(1)吸收CO2,提高H2的产率，提供热量 (2)①657.1kJ·mo1-1②反应I和反应Ⅱ的△H>0,高温下 反应的平衡常数大（反应正向进行程度大），CO2的消耗量大， 反应Ⅲ的△H<0,高温下反应的平衡常数小（反应正向进行程 度小)，CO2的生成量小 (3)①铜的化合价由十2变为十1价，铈的化合价由十4价变为！ +3价②高温下，Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金！ 属Cu 专题七化学反应与电能 考向一 1.电池分析根据题给已知信息可知，放电时，电极Ⅱ上MnO2! 减少，说明电极Ⅱ上MnO2得电子发生还原反应转化为Mn2+ 进入溶液中，故电极Ⅱ作正极，电极反应式为MnO2十2e一十 2H2O一Mn2+十4OH,放电时电极I为负极，电极反应式！ 为MnS-2e- -S+Mn2 B[电极的判断、电解质溶液pH的变化、电极反应式结合 上述分析可知，充电时电极Ⅱ为阳极，A正确：结合放电时电极！ B特各桥等流生克电态著在装生商 极反应式为S+Mn2+十2e =MnS,16gS的物质的量为 0.5mol,完全反应可转移1mol电子，结合题千信息可知，16g: S能提供的理论容量为26.8A·h,D正确。 得分保障解答本题的关键：结合“放电时，电极Ⅱ上MO2减！ 少”来判断原电池的正负极。D项需要理解并应用题干中给出！ 的理论容量的数据进行计算 2.电池分析根据电池中所含物质知，能形成的自发氧化还原反· 应只有Fe+2Fe3+ 一3Fe2+,因此氧化剂Fe3+所在电极区的！ b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为！ 负载Fe的石墨。 BC[全铁液流电池工作原理分析隔膜需防止右侧的F3+: 进入左侧，应使用阴离子交换膜，A错误；由上述分析知，B正！ 确：充电时的总反应为3Fe2+通电Fe十2Fe3+,消耗Fe2+,故隔 膜两侧溶液F2+浓度均减小，C正确；根据放电的总反应知， Fe3+每减少1mol,Fe2+总量相应增加1.5mol,D错误。] 3.模型解读 光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应；电极b上电子 流入，发生还原反应 电极 反应类型 电极反应式 电极a 氧化反应 2H2O-4e02个+4H+(A正确) 电极b 还原反应 2H++2e=H2个 A[电化学原理的应用，涉及电极产物判断、离子移动方向 电化学计算等电极a上生成H十，电极b上消耗H+,H通 过质子交换膜从左室移向右室，B错误：在探究溶液浓度变化 时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解过程 中，H2SO4溶液中H2O减少，H2SO4溶液浓度增大，pH减小， C错误：生成1molH2,转移2mol电子，外电路通过0.01mol} 电子时，电极b上生成0.005molH2,D错误。] 18 4.模型解读 该装置为原电池。由放电过程中两极均增重可知a极上Cu2O 失去电子发生氧化反应生成Cu2(OH)3C1,则a极为负极：b极 上NaTi2(PO4)3得到电子发生还原反应生成NaTi2(PO4)3, 则b极为正极。 定位电极及反应类型 电极反应式 a极（负极），氧 Cu20+2H20-2e+C1 化反应 Cu2(OH)3C+H十(C正确) b极（正极），还 NaTi (PO)+2e +2Na 原反应 Nas Ti(PO)3 [新型电池工作原理分析，涉及离子移向、电极反应、电池评 价等放电时阳离子(Na十)向正极(b极)迁移，A正确：该电 池负极消耗CI一、正极消耗Na,所以可用于海水脱盐，B正 确；由原电池电极反应可知还原性：Cu2O>N3Ti2(PO4)3,而 将b极换为Ag/AgC1电极后b极仍增重，则此时b极电极反应 式为Ag一e十C1一AgC1,所以该电极作为负极，则还原 性：Ag>Cu2O,综合可知还原性：Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3, 若以Ag/AgC1电极代替a极，则a极电极反应式为Ag一e十 C1- =AgCl、b极电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e十2Na 一NTi2(PO4)3,电池不会失去储氯能力，D错误。] 模型解读 充电时为电解池，情性电极上L十得电子生成L并沉积在情性 电极上，储氢容器内的H2在气体扩散电极上失电子转化为 H+,进一步结合电解质溶液中的H2PO,生成H3PO4,Li+通 过固体电解质向情性电极（阴极）移动(C正确)；放电时为原电 池，情性电极为负极，Lⅰ失电子生成L十并通过固体电解质向 左侧迁移，正极（气体扩散电极）H3PO4中H十得电子生成H2, 据此分析 定位 电极 电极反应式 隋性电极（阴极） Lif+e -Li 充电 电解池 气体扩散电极 名 -2e+2H PO (阳极) 2H PO 情性电极（负极）》 Li-e -Lit 放电 (原电池) 气体扩散电极 2Ha PO +2e =2H2P04十 (正极)》 H2个 总反应：2i+2HP0放电2HPO,十H+(B错误） 充电 [电化学原理，涉及电池总反应书写、离子迁移方向、电解质 溶液变化分析等 放电时，电解质溶液中H3PO4转化为 H2PO,并结合迁移过来的Li计生成LiH2PO,由得失电子守 恒知，失去的n(H十)=得到的n(Li十)，则电解质溶液质量增 加，A错误：充电时每转移1mol电子生成1molH+,但溶液体 积未知，无法计算浓度变化，D错误。门 风向速览电化学新情境 本题以热点话题锂一氢电池为试题情境，该电池构建了一种无 负极可充电锂金属一氢气电池，在首次充电时，从低成本的锂 盐中沉积锂金属生成负极。试题的难度在于判断电池的正负 极，破题关键在于“电池使用前需先充电”这一要点，另外电解 质溶液的质量变化需结合电化学过程的离子迁移变化分析也 是本题的难点。 近年来电化学试题多以前沿科技为试题情境，例如2024年新 课标卷第12题以“控制血糖浓度的微型电池”为情境、2024年 河北卷第13题以“Mg一CO2可充电电池”为试题情境、2024年 湖北卷第14题以“电催化合成甘氨酸”为试题情境等，试题设 问依然以电极属性判断、离子迁移方向、电解质溶液变化及电 化学计算等基础考点为核心。电化学新情境试题的破题关键 在于结合图文信息，进行图像分析、机理解读、信息获取等，注 重基础的同时，更侧重对学生高阶思维能力的考查。 ,电池分析由题图知，该电池放电时CO2转化为MgC2O4,C 得电子化合价降低，则多孔碳纳米管电极作正极，故Mg电极 作负极，Mg失电子转化为Mg2+ C[可充电Mg一CO2电池的工作原理由上述分析知，放电 时，电池的总反应为2CO2十Mg一MgC2O4,A正确；充电时 多孔碳纳米管电极作阳极，与电源正极相连，B正确：充电时，！ Mg电极作阴极，电子由阳极经外电路流向Mg电极，C错误；！ 放电时，CO2中C由十4价降为十3价，故转移1mol电子时，！ 理论上转化1 mol CO,,D正确。] 7.C[新型水系锌电池的工作原理标注框内Zn和N之间存在配！ 位键，N和C、C和C、C和H之间存在共价铍，A项正确：放电时！ Zn为负极，电极反应式为Zn一2e一Zn2+,Zn一TCPP为正极， 放电 电极反应式为13十2=3I,则电池总反应为Zn十1马 充电 Zn2+十3I厂，B项正确；充电时Zn为阴极，阴极反应式为Zn2+ 十2e—Zn,Zn2+来自电解质溶液，C项错误：根据放电时负1 极反应式：Zn-2e—Zn2+知，消耗0.65gZn,即0.01mol Zn,理论上转移0.02mol电子，D项正确。] 8.C[碱性锌锰电池原理分析MnO2转化为MnOOH,Mn由： 十4价降为十3价，MO2作氧化剂，发生还原反应，A错误：原 电池工作时阴离子向负极移动，B错误：温度较低时，反应速率· 会降低，C正确：MnO2转化为MnOOH,Mn由十4价降为十3 价，每生成1 nol MnOOH,转移电子数为1×6.02×103，D! 错误。 9.C[该电池的总反应为2C6H12O6+O2——2C6H12O7,A正 确：由题图可知，b电极上发生转化：CuO→Cu2O→CuO,反应！ 前后CuO的性质和数目不变，故b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和！ Cu(I)相互转变起催化作用，B正确；根据负极的电极反应式！ 可知当消耗18mg(0,1mmol)葡萄糖时，转移0.2mmol电子，： 故理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误；原电池中，阳 离子向正极迁移，由分析知，b电极为负极，a电极为正极，故两 电级间血液中的Na十在电场驱动下的迁移方向为b→a,Di 正确。 10.C[MnO2一Zn可充电电池的工作原理充电时Zn2+向阴1 极移动，A错误：由题意知，放电时，MnO2转化为MnOOH和！ ZnMn2O4,B错误：放电时，MnO2电极为正极，发生的反应有： MnO2+H2O+e-一-MnOOH+OH-,C正确：根据放电时！ Zn电极的电极反应式为Zn-2e一Zn2+可知，Zn电极质！ 量减少0.65g(0.01mol)时，电路中通过0.02mol电子，故 MnO2电极有0.02 mol MnO2发生反应，但MnO2转化为 MnOOH和少量ZnMn2O4,故生成的MnOOH的量小于i 0.020mol,D错误。] 11.C[放电时Zn失去电子生成Zn2+,Zn为负极，则V2O5为 正极，A正确：放电时，阳离子(Zn2+)移向正极，B正确：由上 述分析可知，放电总反应为xZn十V2O与十H2O= ZnV2O5·H2O,充电总反应为Zn,V2O5·nH2O=xZn 十V2O十nH2O,C错误；由上述分析可知，D正确。] 12.A[充电时，阳离子Na十应向阴极钠电极迁移，A错误：放电1 时，Na失去的电子经外电路流向正极，即电子流向是a→b,B 正确：将题给硫电极发生的反应依次标号为①②⑧，由千× ①十千×②十③可得正极总反应，C正确：炭化纤维素纸具有 良好的导电性，D正确。] 13.C[IrO,一Ti电极接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化 反应，故电极反应为2H2O-4e—4H十十O2↑，A错误；质！ 子交换膜只允许H通过，故左室H从IrO,一Ti电极向Cu 电极迁移，B错误：Cu电极接电源负极，为阴极，发生得电子的： 还原反应，根据图中物质转化关系知CO2可发生反应2CO2 +12H++12e =C2H4十4H2O,C正确：由A可知每转移！ 1mol电子，阳极生成0.25mol即5.6L(标准状况)O2,D1 错误。 14.CD[据图可知，甲室流出液经低温热解得到CuSO4和： NH3,则甲室中生成了[Cu(NH3)4]SO4,发生的反应为Cu一 2e+4NH3—[Cu(NH3)4]2+,甲室Cu电极为负极，A错 误：乙室Cu电极为正极，发生反应：Cu2+十2e =Cu,消耗1 Cu2+,为维持电解质溶液呈电中性，SO透过隔膜进入甲 室，则隔膜为阴离子膜，B错误；根据正、负极反应，可知电池总反 应为Cu2++4NH —[Cu(NH3)4]2+,C正确；NH能与 Cu2+反应生成[Cu(NH)4]2+,因此若NH3扩散到乙室，则： 乙室C2十浓度减小，对电池电动势有影响，D正确。] 15.B[左侧电极为负极，电极反应为Pb一2e十SO PbSO4,Pb转化为PbSO4,负极质量增大，A项错误；储能过程1 为充电过程，电能转化为化学能，B项正确：放电时阳离子向 正极移动，左侧H通过质子交换膜移向右侧，C项错误；放电！ 18 时总反应为Pb+2Fe3++SO-=PbSO,+2Fe2+,则充电 总反应为PbS04+2Fe2+一Pb十2Fe3+十SO?,D项 错误。 6.D「A.由晶胞结构可知，位于顶，点和面心的硒离子个数为8 令十6X上=4，位于体内的铜离子和亚铜离子的个数 为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b,则a 十b=8一4x,由化合价代数和为0可得2a十b=4×2,解得a 4x,故A错误： B.由题意可知，Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为NaSe一 e十(2-x)Cu=C山-xSe十Na,由晶胞结构可知，位于顶点和 面心的硒离子个数为8Xg十6X2=4,则每个晶胞中含有 4个NaSe,转移电子数为4，故B错误： C,由题意可知，Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为 Cu2-xSe+e+Na+=NaCuSe十(1-x)Cu,由晶胞结构可 知，位于顶点和面心的硒离子个数为8X8十6X之=4，则每 个晶胞中含有4个NaCuSe,晶胞中0价钢而个数为(4一4x), 故C错误； D.由题意可知，Na,Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为 Na,Cu2-xSe+(1-y)e+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,所以 每转移(1一y)电子，产生(1一x)mol钢，故D正确；故选D。] 7.B「锂-海水电池的总反应为4Li+2H2O十O2—4LiOH, M极上Lⅰ失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反 应为Li一e=Li十，N极为正极，电极反应为O2十2H2O十 4e- 一4OH一。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化 铁等，可作为电解质溶液，故A正确：由上述分析可知，N为正 极，电极反应为O2十2H2O十4e —4OH,故B错误；Li为 活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和L反应， 并能传导离子，故C正确：该电池不可充电，属于一次电池，故 D正确。] 8.A[根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为 电池的负极，电极反应为Zn一2e十4OH=Zn(OH), I区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2十2eˉ十4H 一一Mn2++2H2O,K十从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误： I区的SO通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确；MO2电极的电 极反应式为MnO2+2e-+4H+一Mn2++2H2O,C正确： 电池的总反应为Zn十4OH十MnO,十4H+ -Zn(OH) 十Mn2+十2H2O,D正确。] 9.C[充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应 (Lit te —Li)和阳极反应(Li2O2十2h= =2Li++O2), 则充电时总反应为L2O2—2Li十O2,结合图示，充电时金 属L电极为阴极，光催化电极为阳极：则放电时金属Lⅰ电极 为负极，光催化电极为正极；据此作答。由以上分析可知，充 电时电池的总反应为Li2O2 一2Li十O2,A正确：充电时，光 照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反 应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关， B正确：放电时，金属Lⅰ电极为负极，光催化电极为正极，L 从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误：放电时总反应为 2Li十O2=Li2O2,则正极反应为O2十2Li+2e Li2O2,D正确。] 0,B[由题中信息可知，该电池充电时L得电子成为Li嵌入 电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作电 池的负极，而电极B是电池的正极。A,由图可知，集流体A 与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与 外接电源的负极相连，A说法正确；B.放电时，外电路通过 amol电子时，内电路中有a mol Li+通过LiPON薄膜电解质 从负极迁移到正极，但是LPON薄膜电解质没有损失L十， B说法不正确；C.放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应 可表示为Li1-xCoO2十xLi十xe 一LiCoO2,C说法正确； D.电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的鲤失去电子变成L, 正极上Li1-xCoO2得到电子和Li+变为LiCoO2,故电池总反 应可表示为Li,Si十Li1-xCoO2 充电S+LiCo02,D说法 放电 正确。 1,D[A.L是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液 作为电解质，应使用有机电解液，故A正确：B.充电时原电池 的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相 连作阳极，阳离子由阳极向阴极移动，则L十由正极向负极迁 移，故B正确：C.由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得 电子生成C单质，电极反应式为：3CO2十4Li十十4e 2Li2CO3十C,故C正确；D.由正极的反应历程图示可知，C为1 最终的产物，不是中间产物，故D错误。 22.B[在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说 法正确：放电时，左侧锌放电产生Zn2十，贮液器中ZnBr2浓度} 不断增大，B说法错误：充电时，M极为阴极，电极反应式为！ Zn2+十2e—Zn,C说法正确；放电时Br通过隔膜进入溶 液中与Zn2+结合，充电时Zn2+通过隔膜在双极性碳和塑料 电极上沉积，D说法正确。 23.C[A.D2和HD的相对分子质量不同，可以用质谱区分，， A正确：B.类似于钠和水的反应，Li与D2O反应生成LiOD与！ D2,化学方程式是2Li十2D2O一2LiOD十D2↑，B正确：： C.D2由Li与D2O反应生成，HD通过反应LiH十D2O LiOD+HD个，(D2)/n(HD)越大，n(Li)/n(LiH)越大，C不 正确：D.升温，2LiH==2Li十H2△H>0平衡右移，Li增 多LiH减少，则结合选项C可知：80℃下的n(D2)/(HD)大， 于25℃下的n(D2)/n(HD),D正确。] 24.B[A.由分析可知，放电时，M电极反应为Li一e =LiT, A错误：B.由分析可知，放电时，M极为负极，N极为正极，故 L十由M电极向N电极移动，B正确；C.由二次电池的原理可】 知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，M电 极的电极反应为：Li十e一Li,故电极质量增大，C错误：！ D.由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生· 的反应互为逆过程，充电时，N电极反应为Lig Bi一3e 3Li++Bi,D错误。] 25.D[由题图可知，b极上O2转化为KO2,则b极为电池正极， a极为电池负极，K十通过隔膜由a极向b极迁移，为避免O2 氧化K电极，O2不能通过隔膜，A说法正确：放电时，电流由！ 正极经导线流向负极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极 接外接电源的正极，b电极为阳极，B说法正确：产生1Ah电 量时，生成KO2与消耗O2的质量比为71：32≈2.22，C说法！ 正确：消耗3.9g钾时，转移0.1ole,铅酸蓄电池消耗 0.1molH2O,其质量为1.8g,D说法错误。] 考向二 1.电池分析由题图可知，电极1上发生转化Mg Mg(OH)2,则电极1为原电池的负极，电极2为原电池的正 极，电极3与原电池正极相连，为电解池阳极，同理电极4为电！ 解池阴极，结合题目信息海水H=8.2可得各电极的电极反 应式，电极1：Mg十2OH-2e==Mg(OH)2；电极2：2H2O! +2e—H2↑+2OH:电极3：4OH-4e—O2个+： 2H2O:电极4：2H2O+2e =H2↑+2OH。 D[Mg一海水电池驱动海水电解系统的工作原理 将催化剂生长在泡沫镍电极上，可增大催化剂与反应物的接触！ 面积，提高催化效率，A正确；由上述分析可知，电极1为原电 池负极，故外电路中电子从电极1流向电极4，B正确；由电池 分析可知，C正确：由得失电子守恒可知，理论上，电路中每通 过2mol电子，电极2和电极4均产生1molH2,共产生2mol: H2,D错误。] 得分保障本题突破点在于电极1上发生的物质转化，以此判： 断出各电极的属性，要注意的是需抓住题千中海水H=8.2: 这一关键信息。 2.D[液流电解池的工作原理分析为实现海水的淡化，海水中 Na十应通过离子交换膜I进入最左侧，为以LiCl形式回收鲤 元素，海水中CI厂应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，L十应通过！ 离子交换膜Ⅲ向左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜， A错误；由阴极反应知，电极a附近溶液的pH增大，B错误；由 上述分析知，C错误；每脱除58.5g(1mol)NaCl,溶液中有 1 mol Na十，1molC1-和1 mol Li+迁移，所以可回收1mol LiCl,D正确。] 3.模型解读 如图为电极b表面的主要反应历程，由图可得出电极b表面的！ 电子转移及成键情况： H 0 (TY+HO (TQ) H H 42H 2H.-2e H 0 18 可知1 mol TY与1molH2O在电极b上失去4mol电子，生成 1 mol TQ和4molH十，因此电极b为阳极，发生氧化反应，电 极a为阴极，发生还原反应。电解质溶液含有H2SO,,且两室 间为质子交换膜，因此阳极生成的H十通过质子交换膜在阴极 发生反应。 定位 电极及反应类型 电极反应式 电极a(阴极)，还原 4H++4e—2H2↑ 反应 电解池 电极b(阳极)，氧化 TY+H2O-4e =TQ 反应 +4H+ 总反应：TY+H,0电解TQ十2H2+(B正确) D [电解原理融合化学反应历程综合分析，涉及反应机理分 析、离子迁移等电解过程中，阳离子移向阴极，右室（阳极室） 产生的H+通过质子交换膜移至左室（阴极室），A正确；根据 反应历程图可知，TY转化为TQ的过程中，官能团由酚羟基变 为C=O,同时水分子结合催化剂进攻酚羟基对位碳，引入C O,因此以 为原料时，酚羟基转化为羰基，并在对位 OH 引入羰基，也可得到TQ,C正确；由反应历程图分析，TY转化 为TQ过程中，酚羟基的O原子并未脱离苯环，而酚羟基对位 引入的O原子来自H2O,所以用18O标记电解液中的水，得到 0 的是 ,D错误。] 180 关键点拨 注意观察反应历程中各原子的去向，可知H2O吸附到催化剂 上之后会先脱去H+并失电子形成羟基，之后羟基被引入原酚 羟基的对位，整个过程中原酚羟基的O原子仍与苯环相连。 4.模型解读 该装置中有直流电源，为电解池，x<1,则Li,CoO2转化为 LiCoO2过程中，Co元素化合价由+(4-x)降为+3，Li2CoO2 得电子发生还原反应，为阴极，Pt电极为阳极。 电极及反应类型 电极反应式 Li,CoO2电极（阴 Li,CoO2+(1-x)e+(1-x)Li 极)，还原反应 LiCoO2(A错误) Pt电极（阳极）， 氧化反应 2H20-4e=02↑+4H B[电解原理，涉及电极反应式及相关计算、离子迁移、溶液 pH变化由电极反应式可知，产生标准状况下5.6L(即 0,25mol0时转移1mol电子，理论上转化-正mol的 Li,CoO2,B正确：SO为阴离子，向阳极移动，即向Pt电极迁 移，C错误；由阳极电极反应式可知，电解过程中，阳极产生 H+、消耗H2O,则阳极附近pH降低，D错误。] 5信息转换 0 +OH H--e -+HCOOH H H -OH- 电极 电极名称 电极反应式 a 阴极 2H20+2e-20H+H2↑ 阳极 2HCHO-2e+40H -2HCOO+ 2H2O+H2↑ [电解池原理分析、电极反应书写传统电解水过程中每 转移4mole可制得2molH2,耦合HCHO高效制H2过程 中每转移4mole一，阴、阳极均可产生2mol氢气，则相同电量 下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误：由上述分析可 知，阴极的电极反应为2H2O十2e-一2OH-十H2个，B正 确：综合图像中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离！ 子向阳极移动知，OH一通过交换膜向b极区移动，C正确：由上！ 述分析可知，D正确。] 6.电池分析左侧PbCu电极的Pb表面 转化为 H HO ,发生脱氧的还原反应，Cu表面HO OH N+H3 转化为HO ,发生脱氧、加氢的还原反应，因此· PbCu电极为阴极；根据题干信息，右侧Cu电极上发生失电子· 的氧化反应，因此Cu电极为阳极。 B[电催化合成甘氨酸的原理根据题干信息可知，Cu电极！ 所在的阳极区先后发生反应：HCHO十OH=一HOCH2OT、 HOCH2O +0H--LOCH2 O]2-+H2O,[OCH2O- e 一HCOO厂十H·,H·可转化为H2,则阳极总反应式为！ 2HCHO+4OH-2e-==2HCOO+H2↑+2H2O,C正 确；根据阳极总反应可知，每消耗4个OH一，电路中通过2，： 根据电荷守恒，双极膜中有2个OH一向阳极迁移，即阳极区 c(OH一)减小（提示：离子交换膜上迁移的离子所带电荷数目 与电路中或电极上通过的电子数目相同，与电极反应中消耗或 生成的相关离子数目没有必然联系)，A正确；由题给信息知， 阴极总反应物为H2C2O4、NH2OH,总产物为H3N CH2COOH,电极反应式为H2C2O4+NH2OH+6e+7H 一HN+CH2COOH+3H2O,每生成1 mol H3N+ CH2COOH,电路中通过6mole-,双极膜中需有6molH2O 解离出6molH十向阴极迁移，B错误：双极膜中H2O解离出 的H十向阴极移动，因此H2C2O4在阴极Pb电极上转化为 OHCCOOH的反应为H2C,O4+2H++2e -OHCCOOH 十H2O,D正确。] 7.D[「钛网上发生氧化反应，为阳极，则电源a端为正极，电源b! 端为负极，a端电势高于b端电势，A项错误：理论上每转移！ 2mole,生成1molH2,质量为2g,B项错误；电解总反应为！ C1-+H2O=C1O+H2↑，电解后C1O水解使溶液呈碱 性，海水pH上升，C项错误：阳极上C1一放电转化为HCIO,电· 极反应为C1+H2O一2e一HClO十H+,D项正确。] 8D[根据图示，b电极与电源负极相连，为阴极，结合题干信息 可知，阴极反应式为2H2O十2—2OH十H2个，A正确；1 该装置工作时阳极无氯气产生，则阳极反应式为4OH厂一4 —=2H2O十O2↑，又阳极KOH溶液的浓度不变，则需要OH 由阴极移向阳极，故离子交换膜为阴离子交换膜，B正确：动能， 高的水分子可以穿过PTFE膜，C正确；由阴、阳极反应式可 知，电解总反应式为2H,0通电2H,十O,↑，已知电解生成 氢气的速率为xmol·h1,则海水为电解池补水的速率也为1 xmol·h1,D错误] 9.C L阴极参与反应电源 阳极，参与反应 电极A 右墨电极阳极反应， C-2e+0=c0 电解质为熔融盐， C慧为非水体系 产物TiSi 、阴极反应： TiO+SiO+8eTiSi+40 石墨电极为阳极，A项错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存 在H十，B项错误：根据阳极上生成CO知，石墨优先于CI厂参 与反应，C项正确；石墨电极为阳极，阴离子O一向石墨电极移！ 动，D项错误。] 10.C[根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反 应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液， 含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制 定的条件，从而可使阳极区Mg和A1发生失电子的氧化反 应，分别生成Mg2+和A13+,Cu和Si不参与反应，阴极区 A13+得电子生成Al单质，从而实现A1的再生，据此分析解： 答。阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失 电子生成Mg2+,A错误；A1在阳极上被氧化生成A的+，B错！ 18 误：阳极材料中Cu和Sⅰ不参与氧化反应，在电解槽底部可形 成阳极泥，C正确：因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与 了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生 成铝单质，根据转移电子数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极 的质量变化不相等，D错误。] 1.C[由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应， 所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误：放电时电极反应 和充电时相反，则放电时电极a的反应为Nas Ti2(PO,)3一2e —NaTi2(PO4)3十2Na+,NaCl溶液的pH不变，故B错误：放 电时负极反应为Nas Ti2(PO4)3-2e -NaTiz (PO)3+ 2Na+,正极反应为Cl2十2e 一2CI,反应后Na十和C1-浓 度都增大，则放电时NCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时 阳极反应为2Cl-一2e- =(Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3 +2Na++2e 一Nag Ti2(PO4)3,由得失电子守恒可知，每 生成1 nol Cl2,电极a质量理论上增加23g·mol一1×2mol =46g,故D错误。] 2.C[由电解示意图可知，电极B上Mn2+转化为MnO2,锰元 素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电 子，发生还原反应，A正确；由电解示意图可知，电极B上 Mn2+失电子转化为MnO2,电极反应式为2H2O+Mn2+ 2e-MnO2+4H+,B正确；电极A为阴极，LiMn2O4得电 子，电极反应式为2LiMn2O4十6e十16H+ =2Li++ 4M2++8H2O,依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiM2O4 +4H+ -2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn+, Mn2+浓度增大，C错误：电解池总反应为2 LiMng O4十4H+ 2Li++Mn2++3MnO2十2H2O,电解结束后，可通过调节溶 液H将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从 而获得碳酸锂，D正确。] 3.D[由题图可知，在铅电极乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程， 发生还原反应，则铅电极是电解装置的阴极，石墨电极发生氧 化反应，反应为2Br-2e一Br2,是电解装置的阳极。由 上述分析可知，Br起到还原剂的作用，A错误：阳极上的反 应式为2Br-2e一Br2,B错误：制得2mol乙醛酸，实际 上是左、右两侧各制得1mol乙醛酸，共转移2mol电子，故理 论上外电路中迁移的电子为2ol,C错误；电解装置中，阳离 子移向阴极（即铅电极），D正确。 4.D[石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O一4—O2个十 4H十，H十通过阳离子交换膜由I室进入Ⅱ室，右侧Co电极 为阴极，电极反应式为Co2+十2e 一Co,C1通过阴离子交 换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室，与H十结合生成盐酸。由上述分析知， I室中水放电使硫酸浓度增大，Ⅱ室中生成盐酸，故I室和Ⅱ 室溶液的pH均减小，A错误：生成1 mol Co时，转移2mol电 子，I室有0.5mol02(即16g)逸出，有2mol(即2g)H+通 过阳离子交换膜进入Ⅱ室，则I室溶液质量理论上减少18g, B错误：移除两交换膜后，石墨电极上的电极反应为2C】厂 2e—Cl2个，C错误：根据上述分析可知，电解时生成了O2、 Co,H+,则电解总反应为2C02++2H,0通电2C0十0，++ 4H十，D正确。1 5.C[A项，断开K2,合上K1,镍镉电池放电，化学能转化为电 能，正确；B项，断开K1,合上K,,给镍镉电池充电，电极A与 电源负极相连，为阴极，发生还原反应：Cd(OH)2十2e Cd+2OH,正确：C项，电极B发生的氧化反应为2Ni(OH) +20H-2e =2 NiOOH+2H2O,导致溶液中OH浓度 减小，错误：D项，将图中电极A和电极B上的反应相加即得总 反应：Cd+2NO0H+2H,0放息Cd(OH2+2N(OHD2,正确。] 充电 6.B[A,根据图示可知：在b电极上产生N2,N元素化合价升 高，失去电子，发生氧化反应，所以b电极为阳极，连接电源的 正极，A错误；B.电极a上产生H2,H元素化合价降低得到电 子，发生还原反应，所以a电极为阴极，电极反应式为：2NH十 2e 一H2十2NH2,B正确：C.电解过程中，阴极附近产生 NH2,使附近溶液中阴离子浓度增大，为雏持溶液电中性，阳 离子K会向阴极区定向移动，最终导致阴极附近K浓度增 大，C错误：D.每反应产生1molH2,转移2mol电子，每反应 产生1molN2,转移6mol电子，故阴极产生H2与阳极产生 的N2的物质的量的比是3：1，D错误。 7.C[A,由分析可知，a是电源的负极，故A正确：B.石墨电极 Ⅱ为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨 电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；C,随着电解 的进行，铜离子在阴极得电子生成钢单质，所以CuC12溶液浓 度变小，故C错误：D.当0.01 mol Fe.2O3完全溶解时，消耗氢 离子为0.06mol,根据阳极电极反应式2H20-4e—O2十 4H+,产生氧气为0.015mol,体积为336mL(折合成标准状 况下)，故D正确。 18.A[A.由分析可知，电解时通过离子交换膜的是Na,A项i 错误；B.根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反 应，知生成O2和H2的物质的量之比为1：2，其质量比为 8:1,B项正确：C.根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区 溶液OH的浓度增大，C项正确；D.电解过程中阳极区H 的浓度增大，Na2Cr2O2转化为CrO3:Cr2O号-+2H+ 2CrO3十H2O,D项正确。] 19.B[A.阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2 失电子生成NiOOH,电解过程总反应为2Ni(OH)2 通电 2NOOH十H2↑，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故！ A错误：B.电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH,电极反 应式为Ni(OH)2+OH-e 一NiOOH+H2O,故B正确； C.阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电： 子生成NOOH,电解过程总反应为2Ni(OHD,通电2 NOOH+- P↑，故C错误；D.电解过程中转移4mol电子，生成 4 mol NiOOH,根据4 NiOOH+2H2O= △4Ni(OH)2+O2,生 成1ol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L,故D1 错误。] 20.D[海水中存在大量的C1,在阳极C1放电生成Cl2,A叙· 述正确；阴极HO放电生成H2和OH,OH与Cl2反应生 成ClO,因此管道中存在一定量的NaC1O,B叙述正确；因为 H2为可燃性气体，所以阴极生成的H2应及时通风稀释，安 全地排入大气，C叙述正确：阴极产生OH厂，因此会在阴极表 面形成Mg(OH)2等积垢，需定期清理以保持良好的导电性，！ D叙述错误。] ! 21.C[由题千信息可知，M极发生的是由 转化为 HO OH(QH)的过程，该过程是一个还原反应，故 M极为阴极，电极反应为： +2H2O+2e HO- OH(QH2)+2OH,故与M极相连的a电极 为负极，N极为阳极，电极反应为：HO OH(QH2) -2e= 0= =O十2H十，b极为电源正极，A.a为电 源负极，A正确；B.根据电子守恒可知，溶液中Q的物质的量： 保持不变，B正确：C.整个过程CO2未被还原，CO2在M极发 生反应为CO2+OH一HCO,C错误；D.M极上CO发 生反应为：CO2十OH一HCO3被吸收，HCO为向阳极移 动，N极上发生的反应为：HCO5+H+一H2O+CO2个，故 分离出的CO2从出口2排出，D正确。] 22.解析(1)晶体G(CH3)3的沸点较低，为分子晶体。(2)镓 的熔，点为29.8℃，电解精炼温度需高于镓的熔点，因此电解 池温度控制在40一45℃。Ga和A1的性质相似，电解精炼过！ 程中粗镓在阳极失电子产生的Ga3+在NaOH溶液中形成！ GO2,GO2迁移到阴极，得电子被还原为G,故阴极反应 为GaO2+2H2O+3e -Ga十4OH。(3)根据原子守恒，： 结合流程图中物质转化配平，得反应的化学方程式为GMg十！ 8CH 1+2Et O= 一2Ga(CH)3(Et2O)+3Mgl2+2 CH MgI。 (4)由(3)可知，残渣中含CH,Mgl,结合元素守恒可知，其和水 反应生成的可燃性气体为CH4。(5)由已知②、③，结合流程！ 图可知，溶剂蒸发、配体交换时Et2)得以循环利用，A项正！ 确：高纯Ga能与H2O、O2反应，CH3I、Ga(CH3)3能与水反！ 应，有机物能与O2反应，故B项正确：配体交换时NR和 Ga(CHg)3(Et2O)反应得到Ga(CH3)3(NR3)和Et2O,则工 序X为解配Ga(CH3)3(NR),并利用Ga(CH)3和NR的 沸点相差较大蒸出Ga(CH3)3,C项正确；Ga(CH)3和CHI! 中均只有1种氢原子，核磁共振氢谱均只有一组吸收峰，但吸 收强度不同，可以鉴别，D项错误。(7)Ga(CH3)3中Ga为： 18 sp杂化，Ga(CH)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，因此C—Ga一C键 角大小：Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O)。 答案(1)分子晶体(2)电解精炼温度需在稼的熔点以上 CaO,+2H,O+3e= =Ga+40H(3)Ga2 Mgs+8CHI +2Et2 O=2Ga(CH3 )3 (Et2 O)+3MgI2 +2CHg MgI (4)CH4(5)D(6)Ga(CH)3和EtO的沸点接近，而 Ga(CH3)3和NR3的沸点相差较大，解配后可以分离出 Ga(CH)3(7)>Ga(CH)3中Ga为sp杂化，Ga(CH3)3 (Et2O)中Ga为sp杂化 23,解析由4Na,C,0,+4H,0通电2Na,C,0,十4NaOH十 2H2个十O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上OH 失去电子生成H20和O2,阴极上H千得到电子生成H2,由 2CrO+H2O==Cr2O片+2OH可知，Cr2O月在 c(OH)减小的电极室中制得，即N2Cr2O?在阳极室产生： 电解过程中，阳极室中c(OH)减小，CO水解平衡正向移 动，c(CrO)减小，c(Cr2O)增大，为提高制备Na2Cr2O7 的效率，CrO通过离子交换膜移向阳极。 答案阳CrO 24.解析(1)阳极产生氟气后，可以和水发生反应生成次氟酸其 方程式为：Cl12十H2O一HC1十HCIO:溶液a是阴极的产物， 在阴极发生反应2H2O十2e一 —H2↑十2OH一，同时阳极的 钾离子会向阴极移动和氨氧根结合形成氢氧化钾，故答案为： 阴极发生反应：2H2O+2e一H2↑+2OH生成OH-, K十通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KCI 的混合溶液：(2)①若n(EO)=100%则说明在电解过程中只 有乙烯中的碳化合价发生变化，其他元素化合价没有变，故溶 液b的溶质为：KCl:②1，阳极有H2O放电时会产生氧气，故 需要检验的物质是O2;i,设EO的物质的量为aol则转化 的乙烯的物质的量为：g7:生成E0转化的电子的物质的量： '2a 2amol:此过程转移电子的总物质的量：70：生成C0,的物质 的量：2×97% ×3%:生成CO2转移的电子的物质的量：2× 97×3%×6,则7(C02)= 2×g77×3%×6 ≈13%： 2a 70% .实验证实推测Ⅲ成立，则会产生氟气，验证氯气即可，故答案 为：KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。 答案(1)①Cl2+H2O=一HC1+HC1O②阴极发生反应： 2H20+2e-= 一H2↑+2OH生成OH,K+通过阳离子交 换膜从阳极迁移到阴极，形成KOH和KC1的混合溶液 (2)①DKCI②O213KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 考向三 D[镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3% NaCI溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，锌作原电池的 负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和 酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成， 据此分析解答。氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸 银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符 合题意：淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否 被腐蚀，均无氧化性物质生成，故B不符合题意：KSCN溶液可 检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁 片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合 题意：K3Fe(CN)6]溶液是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有 被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3Fe(CN)6]溶 液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。] 专题八化学反应速率与化学平衡 考向一 1.C[化学反应速率的计算及影响因素的探究实验①中，0一2小 时内平均反应速率u(S0?)=(5.0-1.0)X105mol·L 2h 2.0×10-5mol·L1·h1,A项错误：实验③中水样初始pH =8,溶液呈弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为 2Fe+SeO2+4HO=2Fe(OH)3+Se+2OH,B项错误： 由实验①，②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反 应速率加快，C项正确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适 当减小水样初始pH,SeO的去除效果更好，但若水样初始