专题08 电化学基础(6年汇编)(湖北专用)2021-2026年高考化学真题分类汇编
2026-07-22
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3份
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摘要:
**基本信息**
聚焦电化学基础,汇编湖北2021-2026年高考真题及模拟题,以电解原理应用和金属腐蚀与防护为核心,情境涵盖光电转化、海水制氢等科技前沿及航母防锈等实际应用,注重知识迁移与综合能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|真题9题、模拟题多题|电解原理应用(电极反应、离子迁移、产物分析)、金属腐蚀与防护(原理、防护措施)|以湖北高考真题为核心,情境新颖(如光电化学制氢、电池再生),结合氧化还原与平衡原理,突出信息提取与知识迁移能力|
内容正文:
专题08 电化学基础
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2021-2026)
命题规律
考点2 电解原理的应用
2026湖北(1题)、2025湖北(2题)、2024湖北(1题)、2023湖北(2题)、2022湖北(1题)、2021湖北(1题)
· 情境设置:多取材于光电转化、海水制氢、生物质合成等前沿科技,体现绿色能源与环保理念。
· 考查重点:电极判断与反应式书写、离子迁移方向、产物分析,常结合氧化还原与平衡移动原理。
· 命题趋势:稳定考查电解应用,情境新颖,突出信息提取与知识迁移能力,常以新型装置图呈现。
考点3 金属腐蚀与防护
2024湖北(1题)
· 情境设置:以实际生活或工程应用(如航母防锈)为载体,贴近生产生活。
· 考查重点:电化学腐蚀原理、防护措施(牺牲阳极、涂层、阴极保护等)的辨析与选择。
· 命题趋势:考查频率较低,但一旦出现多为选择题,侧重正误判断与原理应用,常与其他电化学知识融合。
考点1 电解原理的应用
1.(2026·湖北·高考真题)某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压,偏压为负时,光电极上发生还原反应。
下列说法错误的是
A. 偏压为时,光电极反应为
B. 每产生,右室溶液质量减少
C. 偏压为时,光电极排斥以清洁表面
D. 相对于恒定偏压,脉冲偏压利于提高光电极的制效率
2.(2025·湖北·高考真题)某电化学制冷系统的装置如图所示。和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
B. 已知②处的电解液温度比①处的低,可推断比稳定
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。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变
3.(2025·湖北·高考真题)某电池的正极材料为,负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂,能使失活的电池再生并延长寿命,且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂,过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是
A. 在阳极失去电子
B. 生成气体中含有氟代烃
C. 过程中铁元素的价态降低
D. 反应并离去是该电池保持原结构的原因
4.(2024·湖北·高考真题)我国科学家设计了一种双位点电催化剂,用和电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中,甲醛转化为,存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是
A. 电解一段时间后阳极区减小
B. 理论上生成双极膜中有解离
C. 阳极总反应式为
D. 阴极区存在反应
5.(2023·湖北·高考真题)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A. 石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B. 氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C. 铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D. Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
6.(2023·湖北·高考真题)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生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A. b电极反应式为
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PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为
【解析】由图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电极与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负极相连,为电解池的阴极,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,电池总反应为2H2O 2H2↑+O2↑,据此解答。
【解析】
A.b电极反应式为b电极为阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A正确;
B.该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变,阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,为保持OH-离子浓度不变,则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室,即离子交换膜应为阴离子交换摸,故B正确;
C.电解时电解槽中不断有水被消耗,海水中的动能高的水可穿过PTFE膜,为电解池补水,故C正确;
D.由电解总反应可知,每生成1molH2要消耗1molH2O,生成H2的速率为,则补水的速率也应是,故D错误;
答案选D。
7.(2022·湖北·高考真题)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备,过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是
A. 生成,理论上外电路需要转移电子
B. 阴极上的电极反应为:
C. 在电解过程中向铂电极移动
D. 电解产生的中的氢元素来自于
8.(2021·湖北·高考真题)Na2Cr2O7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
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-的浓度增大
D. CrO3的生成反应为:Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
考点2 金属腐蚀与防护
1.(2024·湖北·高考真题)2024年5月8日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是
A. 发蓝处理
B. 阳极氧化
C. 表面渗镀
D. 喷涂油漆
……………………
1.(2026·湖北黄冈·二模)物理学在研究电磁感应时有这样一条规律“感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。化学在研究物质变化规律时也有一条相似的规律,该规律是
A. 杂化轨道理论
B. 有效碰撞理论
C. 勒夏特列原理
D. 能量最低原理
2.(2026·湖北襄阳·调研)我国院士团队研发的离场电催化技术实现了硫化氢的高效全分解,原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 离子交换膜M为阳离子交换膜
B. 电极上发生的反应为
C. 处理34 g大约可以回收22.4 L(标准状况)高纯度的
D. 吸收塔中发生的反应为
3.(2026·湖北十堰·模拟)天津大学科研团队设计出一种有机软包电池,其电极在弯折拉伸下仍保持完整,放电时,Pt/C电极发生的反应为下列说法错误的是
A. 充电时,电子由1,2-NQ极经外电路流向Pt/C极
B. 放电时,每转移,Pt/C电极消耗
C. 放电时,通过隔膜由左向右迁移
D. 放电时,1,2-NQ电极发生还原反应
4.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极,以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示,该体系通过电池放电生成 催化界面,实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。
下列说法错误的是
A. 放电时, ,将 附着在 表面
B. 延长放电时间,能生成更多 ,增加 催化剂活性
C. 键能大,不易解离为 原子, 催化剂能降低解离时的活化能
D. 充电时,需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态
5.(2026·湖北鄂州·质量监测)守恒思想和平衡观念是学习化学重要的思维方法。下列过程中两者均未涉及到的是
A. 用盖斯定律计算某反应的反应热
B. 工业上合成氨条件的选择和调控
C. 基于钠的化学性质推断钾的化学性质
D. 调节pH去除废水中某些金属离子
6.(2026·湖北恩施州·二模)随着电动汽车和电子产品的普及,预计到2050年将消耗全球三分之一锂资源。从废旧锂离子电池中回收含锂化合物X的装置如图所示。通过阴极液多次循环可得到高浓度的X溶液。下列说法错误的是
A. M为电源的正极
B. X为LiOH,b电极上有产生
C. a电极的电极反应式:
D. 离子交换膜为阴离子交换膜,理论上外电路每通过,左侧室质量减轻7g
7.(2026·湖北随州·联考)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等,电极I为掺杂Na2S2的电极,电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 离子交换膜a为阳离子交换膜,离子交换膜b为阴离子交换膜
B. 放电时,中间储液器中NaOH的浓度不断变大
C. 充电时,电极I的电极反应式为:2S-2e-=S
D. 充电时,电路中每通过1mol电子,阳极室溶液质量理论上增加9g
8.(2026·湖北随州·联考)某科研团队设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶催化转化,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该电池工作过程中实现了光能转化为化学能
B. 氢离子从ITO电极向Mo:BiVO4电极方向迁移
C. Mo:BiVO4电极上的反应式为:2H2O-2e-=H2O2+2H+
D. 消耗lmol同时生成1mol
9.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)一种可充电的卤素-电池的工作原理如图。气体扩散层(GDL)上的Pt/C催化剂是负极材料。正极(HPC)是一种由丰富微/中孔碳和大孔碳毡组成的分级孔结构材料,电解液中的和分别由较高浓度磷酸和氯化胆碱(ChCl)提供。该电池安全性高,无泄露和爆炸的风险。已知,质量比容量指单位质量的活性物质在完全参与氧化还原反应时所能提供的电量。下列有关说法错误的是
A. 放电时的总反应为
B. 的质量比容量大于,用代替电池供电效率会更好
C. 充电时,在HPC上析出后,被丰富的孔结构限制在电极材料上
D. 用磷酸基电解质代替高腐蚀性的盐酸,延长了电池的循环寿命
10.(2026·湖北黄冈·二模)从工业废水中回收并构筑催化阴极,选择性电催化吡啶(1a)半氢化反应的原理如下图所示。研究表明,草酸盐在铜表面吸附,能促进吸附氢的生成与稳定,并有效抑制竞争性的析氢反应。半氢化的高选择性源于吡啶鎓盐中间体(1-1a)与半氢化产物(2a)在Cu表面截然不同的吸附亲和力。相关说法错误的是
A. 1a→1-1a可增强反应物在Cu表面的吸附
B. 加草酸盐能减少生成,增强电流效率
C. 1-1a在Cu表面的吸附亲和力大于2a
D. 电路中每转移4 mol电子可生成1 mol 2a
11.(2026·湖北恩施州·二模)氯碱工业是一种高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%,其工艺设计中相关物料的传输与转化如下图所示,其中的电极未标出。
下列说法错误的是
A. 甲池为燃料电池,乙池为电解池
B. 燃料电池中负极的电极反应式:
C. 电解池的总反应:
D. 该设计既能降低能耗又能提高产出碱液中溶质的浓度
【解析】该装置是电解池与氢氧燃料电池的耦合工艺,甲池为电解池,电解精制饱和 NaCl 溶液,阳极生成 Cl2,阴极生成 H2与 NaOH;乙池为氢氧燃料电池,以甲池产出的 H2为燃料、除去 CO2的空气为氧化剂,在碱性条件下将化学能转化为电能,回供甲池以降低能耗。燃料电池负极消耗 OH-、正极生成 OH-,通过阳离子交换膜实现 Na+迁移,完成 NaOH 溶液的循环利用,整体使氯碱工业节能超 30%,同时得到 Cl2与高浓度 NaOH 产品。
【解析】
A.甲池输入精制饱和NaCl溶液,输出为稀NaCl,离子交换膜仅允许阳离子通过,甲池就是氯碱工业模型示意图,即甲池为电解池,X为氯气,Y为氢气,乙池为氢气的燃料电池,A错误;
B.乙池为氢氧燃料电池(碱性环境),通入 H2的一极为负极,H2在负极发生氧化反应,结合碱性环境中的 OH⁻生成 H2O,电极反应式为:,该反应式符合电子守恒、电荷守恒与原子守恒,B正确;
C.甲池为电解饱和 NaCl 溶液的电解池,电解反应方程式为 ,C正确;
D.乙池输入a% NaOH溶液,正极生成OH-,NaOH浓度升高,故输出的b% NaOH浓度大于输入的a%,即a%,提高产出碱溶液中溶质的浓度,D正确;
故答案选A。
12.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)我国科学家团队提出了一种以乙烯和水为原料电解合成1,4-丁二醇的新路径,其部分工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A. 阳极的电极反应为:
B. 生成的反应类型为加成反应
C. 合成总反应为:
D. 若每转化时铜电极上生成标准状况下 ,则生成 -丁二醇
13.(2026·湖北武汉5月模拟)“类比”是研究物质性质及变化的重要方法。下列类比推测合理的是
A. SiCl4水解生成H4SiO4和HCl,推测NCl3水解生成HNO3和HCl
B. CO2可使澄清石灰水变浑浊,推测SO2也能使澄清石灰水变浑浊
C. Cl2与水反应生成HCl和HClO,推测F2与水反应生成HF和HFO
D. 工业上电解熔融MgCl2制取Mg,推测电解熔融AlCl3可制取Al
14.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)传统的锂离子电池多以含氧配体(如碳酸酯、醚类)作溶剂,但因溶剂化后形成的Li-O配位键过强,导致脱溶剂化能垒较高,制约了充电功率。我国学者研究表明,以1,3-二氟丙烷作溶剂,[结构式为]作锂源,能够实现更为快速的脱溶剂化和迁移,为突破电池功率极限开辟了新路径。下列说法错误的是
A. 遇水不稳定,会生成两种酸性气体
B. 氟的电负性大,使氟-锂配位键较弱,脱溶剂化能垒降低
C. 溶剂化的迁移速率也会影响充电功率
D. 充电时,脱溶剂化发生在电池的负极
15.(2026·湖北随州·模拟)以熔融为离子导体,分别组成CH4-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池(工作温度均为850℃)。下列说法错误的是
A. 放电过程中,K+向正极移动
B. 消耗等质量燃料,理论上CH4-O2燃料电池的放电量最小
C. (CH3)2NNH2-O2燃料电池的负极反应:
D. 上述电池放电过程中,向正极通入原料气和的混合气体可维持离子导体组成不变
16.(2026·湖北宜昌·调研)一种研究碳中和的电解装置如下图所示,它能将工业尾气CO2还原成甲烷、乙烯等基本化工原料。下列说法正确的是
A. 电极M生成CH4的反应为:CO2-8e-+6H2O=CH4+8OH-
B. 离子交换膜a为阳离子交换膜
C. 一段时间后,N电极区域溶液pH减小
D. 标准状况下,电极N生成1 mol O2的同时电极M生成11.2 L气体
17.(2026·湖北荆州·调研)某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用,转化的基本原理如图所示。下列说法错误的是
A. N极的电势比M极高
B. 交换膜可以采用质子交换膜
C. M电极上发生的反应为:
D. 当转化2molCO时,外电路中转移的电子数为2NA
18.(2026·湖北黄冈·二模)某高性能钠硫电池由正极、铝箔负极集流体、玻璃纤维隔膜以及双氰胺钠—氯铝酸钠盐电解液构成。充电时直接在铝集流体上沉积形成金属负极,放电时完全剥离。发挥了关键双重作用,一是催化促进的高效可逆转化,二是诱导形成富氮SEI(固态电解质界面膜,含有丰富的NaCN和),显著提升Na沉积/剥离的库仑效率和均匀性。下列有关说法错误的是
A. 需使用钠金属负极补偿不可逆的活性钠损失并维持循环
B. 用转化代替传统的转化能显著提高放电电压
C. 可实现高效转化是因为降低了转化的能垒
D. 形成SEI的反应包括:
19.(2026·湖北新高考协作体学情自测)以二羟基苯醌为电极材料的新型水性可充电空气电池具有很广的应用前景。已知在酸性电解质中放电过程的物质转化如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,b电极发生还原反应
B. 放电时,氢离子通过阳离子交换膜向电极移动
C. 充电时,电路中有电子通过,电极产生0.05 mol气体
D. 充电时的a电极反应为:-2e-=+2H+
20.(2026·湖北随州·二模)下列化学实验目的与相应实验示意图相符的是
实验目的
A.制备并测量其体积
B.干燥
实验示意图
实验目的
C.探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
D.测溶液浓度
实验示意图
A. A
B. B
C. C
D. D
21.(2026·湖北随州·二模)多伦多大学的研究团队提出了一种偶联电解系统,将电还原反应与有机氧化反应结合,可以实现高效的CO和丙烯醛共生产。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. a为电源的负极
B. 阴极上的反应式为:
C. 制得1 mol丙烯醛,理论上外电路中迁移了2 mol电子
D. 电解一段时间后,阳极区溶液的pH不变
22.(2026·湖北孝感·二模)含硝酸盐的废水和乙二醇共电解可生成氨气和乙醇酸,原理如图所示。下列说法正确的是
A. b极电势比a极电势低
B. 每转移电子,理论上消耗
C. 如图电极上发生的电极反应式为:
D. 电解一段时间后,左侧溶液下降
23.(2026·湖北襄阳·调研)下列化合物的制备方案正确的是
A. 苯与浓硫酸和浓硝酸的混合溶液共热,可用于制备苯磺酸
B. 制备硫酸时,将在足量空气中焙烧,生成的气体用98.3%的浓硫酸吸收
C. 电解饱和食盐水时,两极之间插入阳离子交换膜,可分别获得和溶液
D. 工业上将通入溶液中制得漂白液,升高温度可以使反应更快更好地进行
24.(2026·湖北·4月调研)中国科学院大连化学物理研究所最新成功研发出首例氢负离子原型电池(CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4),该电池工作状态如图所示:
下列说法错误的是
A. 放电时,正极的电极反应式为:。
B. H-由NaAlH4电极移向CeH2电极时存储能量
C. 储能时,电池负极的电极反应式为
D. 理论上,有2 mol 生成时,两极的质量变化差值为4 g
25.(2026·湖北新八校·二模)科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料,采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极,电解质溶液为稀硫酸,双极膜内层为水层,工作时水层中的H2O解离成OH-和H+,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移,反应的原理示意图如下图所示。下列说法错误的是
A. a为电源负极
B. 转化2 mol丙烯腈,理论上电路中转移电子数为2NA
C. 双极膜中减少54 gH2O时,则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化
D. 右半区综合反应的方程式为:-6e-+2H2O→+6H+
26.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)下图所示的装置用于降解微塑料(MPs):向溶液中加入氧化剂(PMS),通电,利用体系产生的羟基自由基()和硫酸根自由基()降解MPs。研究发现用改性阴极材料FeOOH/CC后,MPs的降解效率大幅提升。下列有关说法正确的是
A. 阴极的电极反应可能为
B. 电极材料被消耗,反应为
C. 在阳极失电子,是产生硫酸根自由基()的来源之一
D. 改性的阴极通过静电作用富集,提高反应物浓度,增强MPs的降解效率
27.(2026·湖北宜昌·调研)钠离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点,在正极电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 是高熔点的离子化合物
B. c连接d或e时,电极A的电势均低于电极B
C. c连接d时,透过隔膜进入电极A室
D. c连接e时,电极A的反应为:
28.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)我国学者设计了一种全新的“交叉耦合电解液”锂金属电池。充电时,两极产物跨电极传输后发生化学反应(如下图),不仅有效地抑制了传统电解质的正极“产气”现象,而且可在负极生成聚合物型SEI(具有高传导率且能实现高度可逆的锂沉积/溶解),显著延长了传统锂金属电池的使用寿命。相关说法错误的是
A. 该电池需使用阳离子交换膜
B. 反应①和②均在电池负极发生
C. 反应⑦的产物是带负电的阴离子
D. 反应⑧的化学计量数为2和1
(2026·湖北孝感·二模)阅读以下材料。
北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S-B2S3-P2S5-LiI)电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素,具有高离子电导率,在给电池快速充电时,固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和(I2/),原理简图如图:
29.下列关于新型玻璃相硫化物电解质全固态锂硫电池的叙述错误的是
A. 放电时正极区存在反应:+2e-=3I-
B. 充电时,石墨电极接外电源负极
C. 充电时每转移1mol电子,阴极增重7g
D. 新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能
30.Li2S的晶胞结构如图,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 已知p点原子坐标为(0,0,0),则n点原子坐标为
B. 晶胞沿x轴投影为
C. 晶胞密度为
D. 晶胞中m离子和n离子之间的距离为a pm
31.(2026·湖北黄石·模拟考试)氧化还原液流式海水淡化电池可实现海水淡化与能量存储的耦合(如下图)。该装置以VCl2/VCl3和NaI3/NaI为电解液,充电时电极M的电极反应式为:,下列说法错误的是
A. 充电时电极N为阴极
B. a膜为阴离子交换膜、b膜为阳离子交换膜
C. 放电时N极的电极反应式为:
D. 充电结束后,储液罐1中是淡化后的淡水
试卷第1页,共3页
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让教与学更高效
专题08
电化学基础
6年真题1年模拟
六年真题分类
考点1电解原理的应用
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】C
4【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
考点2金属腐蚀与防护
1.【答案】D
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1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】B
4【答案】B
5.【答案】c
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】D
112
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让教与学更高效
11.【答案】A
12.【答案】D
13.【答案】B
14.【答案】A
15.【答案】B
16.【答案】C
17.【答案】D
18.【答案】A
19.【答案】D
20.【答案】C
21.【答案】D
22.【答案】c
23.【答案】C
24.【答案】B
25.【答案】B
26.【答案】D
27.【答案】D
28.【答案】A
30.【答案】29.B30.D
31.【答案】c
212
专题08 电化学基础
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2021-2026)
命题规律
考点2 电解原理的应用
2026湖北(1题)、2025湖北(2题)、2024湖北(1题)、2023湖北(2题)、2022湖北(1题)、2021湖北(1题)
· 情境设置:多取材于光电转化、海水制氢、生物质合成等前沿科技,体现绿色能源与环保理念。
· 考查重点:电极判断与反应式书写、离子迁移方向、产物分析,常结合氧化还原与平衡移动原理。
· 命题趋势:稳定考查电解应用,情境新颖,突出信息提取与知识迁移能力,常以新型装置图呈现。
考点3 金属腐蚀与防护
2024湖北(1题)
· 情境设置:以实际生活或工程应用(如航母防锈)为载体,贴近生产生活。
· 考查重点:电化学腐蚀原理、防护措施(牺牲阳极、涂层、阴极保护等)的辨析与选择。
· 命题趋势:考查频率较低,但一旦出现多为选择题,侧重正误判断与原理应用,常与其他电化学知识融合。
考点1 电解原理的应用
1.(2026·湖北·高考真题)某光电化学还原制的装置如图所示。给光电极施加脉冲偏压,偏压为负时,光电极上发生还原反应。
下列说法错误的是
A. 偏压为时,光电极反应为
B. 每产生,右室溶液质量减少
C. 偏压为时,光电极排斥以清洁表面
D. 相对于恒定偏压,脉冲偏压利于提高光电极的制效率
【答案】B
【解析】A.偏压为-0.2V时为负偏压,光电极发生还原反应,得电子生成,电极方程式为,A正确;
B.18g 的物质的量为1mol,生成1mol 转移8mol电子。右室对电极反应为,转移8mol电子时,生成2mol (质量64g)逸出,同时有8mol 通过质子交换膜进入左室,右室共减少质量为,B错误;
C.偏压为1.0V时为正偏压,光电极带正电,会排斥阳离子,可清洁电极表面,C正确;
D.脉冲偏压下,负偏压时还原生成,正偏压时同种电荷相互排斥,及时排出生成的,能有效刷新电极表面,从而提高长效反应的催化效率,利于提高制的效率,D正确;
故选B。
2.(2025·湖北·高考真题)某电化学制冷系统的装置如图所示。和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
B. 已知②处的电解液温度比①处的低,可推断比稳定
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。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变
【答案】B
【解析】由图可知,左侧电极发生反应,则左侧为阳极,右侧电极反应为,则右侧电极为阴极,据此解答。
【解析】
A.由分析可知,阴极反应为,A正确;
B.已知② 处的电解液温度比① 处的低,则可推断是吸热反应,则可推断的能量更低,比稳定,B错误;
C.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;
D.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,热效应实际上来源于电子转移完成后,新生成的离子:和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;
故选B。
3.(2025·湖北·高考真题)某电池的正极材料为,负极材料为嵌锂石墨。利用人工智能筛选出的补锂试剂,能使失活的电池再生并延长寿命,且保持电池原结构。将注入电池后充电补锂,过程中转化为气体离去。下列有关充电补锂的说法错误的是
A. 在阳极失去电子
B. 生成气体中含有氟代烃
C. 过程中铁元素的价态降低
D. 反应并离去是该电池保持原结构的原因
【答案】C
【解析】A.充电时,Li+在阴极得电子:,[SO2CF3]-在阳极失去电子生成气体离去,A正确;
B.[SO2CF3]-在阳极失去电子,反应为2[SO2CF3]--2e-=2SO2+ CF3-CF3,生成气体中含有氟代烃CF3-CF3,B正确;
C.补锂过程主要涉及Li+的迁移,不直接影响铁元素的价态,铁元素价态不变,C错误;
D.[SO2CF3]-反应后离去,维持电池原结构,D正确;
答案选C。
4.(2024·湖北·高考真题)我国科学家设计了一种双位点电催化剂,用和电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中,甲醛转化为,存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是
A. 电解一段时间后阳极区减小
B. 理论上生成双极膜中有解离
C. 阳极总反应式为
D. 阴极区存在反应
【答案】B
【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-:HCHO+OH-→HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O,Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙,H∙结合成H2,Cu电极为阳极;PbCu电极为阴极,首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH:H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O,OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH:OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+,HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH:HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。
【解析】
A.根据分析,电解过程中,阳极区消耗OH-、同时生成H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小,A项正确;
B.根据分析,阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O,1molH2O解离成1molH+和1molOH-,故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离,B项错误;
C.根据分析,结合装置图,阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O,C项正确;
D.根据分析,阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O,D项正确;
答案选B。
5.(2023·湖北·高考真题)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A. 石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B. 氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C. 铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D. Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
【答案】D
【解析】A.电解质的沉淀和溶解是对立的,当电解质的沉淀速率和溶解速率相等时,电解质建立了沉淀溶解平衡,因此,沉淀和溶解又互相统一在这个平衡体系中;石灰乳中存在着未溶解的氢氧化钙和溶解的氢氧化钙,因此,石灰乳中存在沉淀溶解平衡,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,A不符合题意;
B.氧化剂和还原剂是对立的,但是,氯气与强碱反应时,有部分氯气发生氧化反应,同时也有部分氯气发生还原反应,因此,氯气既是氧化剂又是还原剂,氯气的这两种作用统一在同一反应中,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,B不符合题意;
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应,氧化反应和还原反应是对立的,但是这两个反应又同时发生,统一在原电池反应中,因此,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,C不符合题意;
D.Li、Na、K均为第ⅠA的金属元素,其核外电子层数依次增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,其失电子能力依次增强,因此,其金属性随其核外电子层数增多而增强,这个化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,D符合题意;
综上所述,本题选D。
6.(2023·湖北·高考真题)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生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A. b电极反应式为
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PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【解析】由图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电极与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负极相连,为电解池的阴极,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,电池总反应为2H2O 2H2↑+O2↑,据此解答。
【解析】
A.b电极反应式为b电极为阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A正确;
B.该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变,阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,为保持OH-离子浓度不变,则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室,即离子交换膜应为阴离子交换摸,故B正确;
C.电解时电解槽中不断有水被消耗,海水中的动能高的水可穿过PTFE膜,为电解池补水,故C正确;
D.由电解总反应可知,每生成1molH2要消耗1molH2O,生成H2的速率为,则补水的速率也应是,故D错误;
答案选D。
7.(2022·湖北·高考真题)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备,过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是
A. 生成,理论上外电路需要转移电子
B. 阴极上的电极反应为:
C. 在电解过程中向铂电极移动
D. 电解产生的中的氢元素来自于
【答案】D
【解析】A.石墨电极发生反应的物质:P4→化合价升高发生氧化反应,所以石墨电极为阳极,对应的电极反应式为:,则生成,理论上外电路需要转移电子,A错误;
B.阴极上发生还原反应,应该得电子,为阳极发生的反应, B错误;
C.石墨电极:P4→发生氧化反应,为阳极,铂电极为阴极,应该向阳极移动,即移向石墨电极,C错误;
D.由所给图示可知HCN在阴极放电,产生和,而HCN中的H来自,则电解产生的中的氢元素来自于,D正确;
故选D。
8.(2021·湖北·高考真题)Na2Cr2O7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
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-的浓度增大
D. CrO3的生成反应为:Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【解析】根据左侧电极上生成,右侧电极上生成,知左侧电极为阳极,发生反应:,右侧电极为阴极,发生反应:;由题意知,左室中随着浓度增大转化为,因此阳极生成的不能通过离子交换膜。
【解析】
A.由以上分析知,电解时通过离子交换膜的是,A项错误;
B.根据各电极上转移电子数相同,由阳极反应和阴极反应,知生成和的物质的量之比为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的浓度增大,C项正确:
D.电解过程中阳极区的浓度增大,转化为,D项正确。
故选A。
考点2 金属腐蚀与防护
1.(2024·湖北·高考真题)2024年5月8日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是
A. 发蓝处理
B. 阳极氧化
C. 表面渗镀
D. 喷涂油漆
【答案】D
【解析】A.发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,可在金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防锈,A不符合题意;
B.阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B不符合题意;
C.表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法,C不符合题意;
D.喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜,D符合题意;
故答案选D。
……………………
1.(2026·湖北黄冈·二模)物理学在研究电磁感应时有这样一条规律“感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。化学在研究物质变化规律时也有一条相似的规律,该规律是
A. 杂化轨道理论
B. 有效碰撞理论
C. 勒夏特列原理
D. 能量最低原理
【答案】C
【解析】A.杂化轨道理论是用于解释分子空间构型的理论,与“阻碍引起变化的因素”的规律特征无关,A错误;
B.有效碰撞理论是用于解释化学反应速率影响因素的理论,与题干描述的规律特点不符,B错误;
C.勒夏特列原理内容为:改变影响平衡的一个条件,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,和电磁感应中“阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的规律特征一致,C正确;
D.能量最低原理指体系普遍倾向于处于能量最低的稳定状态,与题干描述规律不符,D错误;
故选C。
2.(2026·湖北襄阳·调研)我国院士团队研发的离场电催化技术实现了硫化氢的高效全分解,原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 离子交换膜M为阳离子交换膜
B. 电极上发生的反应为
C. 处理34 g大约可以回收22.4 L(标准状况)高纯度的
D. 吸收塔中发生的反应为
【答案】C
【解析】由图可得,太阳能电池为电源,与X区、Y区构成电解池,电解池左右两边分别为吸收塔、催化塔,吸收塔中氧化生成、、H+,催化塔中还原生成和,所以X区中Fe2+转化为Fe3+,发生氧化反应,Pt1是阳极,Y区中V 3+转化为V2+,发生还原反应,Pt2是阴极。
【解析】
A.X区(阳极)发生反应,仅需要从X区迁移到Y区平衡电荷;若M为阳离子交换膜,会允许等阳离子也通过,造成原料损失和杂质污染,M为仅允许通过的质子交换膜,不是普通阳离子交换膜,A错误;
B.Pt2电极方程式为:,B错误;
C.34 g H2S的物质的量为;依据分析整个装置的总反应为,1 mol H2S分解生成1 mol H2,标准状况下1 mol气体体积为,C正确;
D.为弱电解质,离子方程式中化学式不能拆分,故吸收塔中发生的反应为,D错误;
故选C。
3.(2026·湖北十堰·模拟)天津大学科研团队设计出一种有机软包电池,其电极在弯折拉伸下仍保持完整,放电时,Pt/C电极发生的反应为下列说法错误的是
A. 充电时,电子由1,2-NQ极经外电路流向Pt/C极
B. 放电时,每转移,Pt/C电极消耗
C. 放电时,通过隔膜由左向右迁移
D. 放电时,1,2-NQ电极发生还原反应
【答案】B
【解析】首先判断电极:放电时Pt/C电极上失电子发生氧化反应,因此Pt/C是原电池负极,右侧1,2-NQ是正极,得电子发生还原反应,逐一分析选项。
【解析】
A.充电时为电解池,原电池负极Pt/C充电时作阴极,原电池正极1,2-NQ充电时作阳极;电解池中电子由阳极经外电路流向阴极,因此电子由1,2-NQ极经外电路流向Pt/C极,A正确;
B.转移时,消耗的物质的量为1 mol,但题干未说明是标准状况,无法确定氢气体积为22.4 L,B错误;
C.原电池中阳离子向正极迁移,负极Pt/C在左,正极1,2-NQ在右,因此通过隔膜由左向右迁移,C正确;
D.放电时1,2-NQ电极为正极,得电子发生还原反应,D正确;
故选B。
4.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极,以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示,该体系通过电池放电生成 催化界面,实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。
下列说法错误的是
A. 放电时, ,将 附着在 表面
B. 延长放电时间,能生成更多 ,增加 催化剂活性
C. 键能大,不易解离为 原子, 催化剂能降低解离时的活化能
D. 充电时,需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态
【答案】B
【解析】该可充电锂电池放电时,金属Li电极作负极,Li失电子生成,迁移至Ru正极表面发生反应,生成的作为催化界面,吸附、并断裂键,常温常压下催化二者合成;充电时外接电源,将放电生成的、等产物还原复原为Li电极与Ru电极,过程中需额外耗电脱除催化剂表面吸附杂质,恢复初始放电状态。
【解析】
A.放电时Li为负极,失电子生成后移向正极(Ru电极),发生反应 ,使Li附着在Ru表面,A正确;
B.放电过程中Li作为负极被氧化消耗,不会生成更多Li,且催化剂活性由其本身性质决定,延长放电时间无法增加LiRu的活性,B错误;
C. 键能大,断裂难度高,催化剂的作用是降低反应活化能,因此LiRu可以降低解离时的活化能,C正确;
D.充电时需要将放电过程生成的产物重新转化为初始电极物质,同时除去催化剂表面吸附的杂质,因此需要消耗少量电能恢复到初始放电状态,D正确;
故选B。
5.(2026·湖北鄂州·质量监测)守恒思想和平衡观念是学习化学重要的思维方法。下列过程中两者均未涉及到的是
A. 用盖斯定律计算某反应的反应热
B. 工业上合成氨条件的选择和调控
C. 基于钠的化学性质推断钾的化学性质
D. 调节pH去除废水中某些金属离子
【答案】C
【解析】A.盖斯定律的本质是能量守恒,用其计算反应热涉及能量守恒思想,A不符合题意;
B.工业合成氨的反应为可逆反应,条件的选择和调控需要考虑化学平衡的移动,涉及平衡观念,B不符合题意;
C.基于钠的化学性质推断钾的化学性质,利用的是同主族元素性质的相似性规律,既未涉及守恒思想,也未涉及平衡观念,C符合题意;
D.调节pH去除废水中的金属离子,利用的是氢氧化物沉淀溶解平衡的移动规律,涉及平衡观念,D不符合题意;
故选C。
6.(2026·湖北恩施州·二模)随着电动汽车和电子产品的普及,预计到2050年将消耗全球三分之一锂资源。从废旧锂离子电池中回收含锂化合物X的装置如图所示。通过阴极液多次循环可得到高浓度的X溶液。下列说法错误的是
A. M为电源的正极
B. X为LiOH,b电极上有产生
C. a电极的电极反应式:
D. 离子交换膜为阴离子交换膜,理论上外电路每通过,左侧室质量减轻7g
【答案】D
【解析】由题意可知,阴极得到X溶液,X为LiOH,则Li+由左室迁移至右室,电极b为阴极,电极N为负极,电极M为正极,据此答题。
A.根据分析,电极M为正极,A正确;
B.b电极为阴极,有氢气析出并生成OH-,B正确;
C.电极a为阳极,发生反应LiFePO4-e-=Li++FePO4,C正确;
D.离子交换膜应为阳离子交换膜,当外电路转移1 mol电子,有1 mol Li+从左侧室移动到右侧室导致左侧室质量减少7 g,D错误;
故答案为D。
7.(2026·湖北随州·联考)双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等,电极I为掺杂Na2S2的电极,电极Ⅱ为碳电极。电池工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 离子交换膜a为阳离子交换膜,离子交换膜b为阴离子交换膜
B. 放电时,中间储液器中NaOH的浓度不断变大
C. 充电时,电极I的电极反应式为:2S-2e-=S
D. 充电时,电路中每通过1mol电子,阳极室溶液质量理论上增加9g
【答案】C
【解析】由图分析可知,电极Ⅱ为碳电极,放电时,氧气发生还原反应生成氢氧根离子,电极Ⅱ为正极,则电极I为负极;据此分析。
【解析】
A.放电时,正极发生还原反应,反应为O2+2H2O+4e-=4OH-;负极发生氧化反应,反应为2S-2e-=S;正极区氢氧根离子向左侧迁移,离子交换膜b为阴离子交换膜;负极区钠离子向右侧迁移,离子交换膜a为阳离子交换膜,A项正确;
B.电池工作时,钠离子和氢氧根离子分别移向储液器,中间储液器中NaOH的浓度不断变大,B项正确;
C.充电时,电极I为阴极,得到电子发生还原反应,电极反应式为:S+2e-=2S,C项错误;
D.充电时,电极Ⅱ为阳极区,反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,电路中每通过1mol电子,阳极室从中间储液器进入1mol氢氧根离子,同时生成0.25mol氧气,溶液质量理论上增加17g-0.25mol×32g/mol=9g,D项正确;
答案选C。
8.(2026·湖北随州·联考)某科研团队设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶催化转化,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该电池工作过程中实现了光能转化为化学能
B. 氢离子从ITO电极向Mo:BiVO4电极方向迁移
C. Mo:BiVO4电极上的反应式为:2H2O-2e-=H2O2+2H+
D. 消耗lmol同时生成1mol
【答案】B
【解析】该结构是酶—光电化学电池,由电子移动的方向可知ITO电极为正极,Mo:BiVO4电极为负极,FMN(H2)在正极转化为FMN,H2O在负极失去电子生成H2O2和H+,以此解答。
【解析】
A.该电池是光电化学电池,工作过程中实现了光能转化为化学能,故A正确;
B.原电池结构中,阳离子向正极移动,则氢离子从Mo:BiVO4电极向ITO电极移动,故B错误;
C.由分析可知,BiVO4电极为负极,H2O在负极失去电子生成H2O2和H+,电极方程式为:2H2O-2e-=H2O2+2H+,故C正确;
D.由图可知,正极和H2反应生成 ,负极得到和H2O2反应生成 ,而生成1molH2和1mol H2O2转移的电子数相等,则消耗lmol同时生成1mol,故D正确;
故选B。
9.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)一种可充电的卤素-电池的工作原理如图。气体扩散层(GDL)上的Pt/C催化剂是负极材料。正极(HPC)是一种由丰富微/中孔碳和大孔碳毡组成的分级孔结构材料,电解液中的和分别由较高浓度磷酸和氯化胆碱(ChCl)提供。该电池安全性高,无泄露和爆炸的风险。已知,质量比容量指单位质量的活性物质在完全参与氧化还原反应时所能提供的电量。下列有关说法错误的是
A. 放电时的总反应为
B. 的质量比容量大于,用代替电池供电效率会更好
C. 充电时,在HPC上析出后,被丰富的孔结构限制在电极材料上
D. 用磷酸基电解质代替高腐蚀性的盐酸,延长了电池的循环寿命
【答案】B
【解析】A.放电时,负极(Pt/C)上失电子生成:;正极(HPC)上得电子生成:,总反应为,A正确;
B.虽然从计算角度,相同质量的得到电子的量更大,质量比容量确实大于,但氧化性极强,毒性和腐蚀性远强于,性质活泼易与电极、电解质发生反应,安全性极差,无法提高电池供电效率,B错误;
C.充电时,HPC作为阳极,失电子生成;HPC本身具有丰富的分级孔结构,可以将生成的限制在孔内,避免泄露,C正确;
D.盐酸挥发性强、腐蚀性强,题干中用磷酸提供,磷酸腐蚀性更低、不挥发,可降低对电池结构的腐蚀,延长电池循环寿命,D正确;
故选B。
10.(2026·湖北黄冈·二模)从工业废水中回收并构筑催化阴极,选择性电催化吡啶(1a)半氢化反应的原理如下图所示。研究表明,草酸盐在铜表面吸附,能促进吸附氢的生成与稳定,并有效抑制竞争性的析氢反应。半氢化的高选择性源于吡啶鎓盐中间体(1-1a)与半氢化产物(2a)在Cu表面截然不同的吸附亲和力。相关说法错误的是
A. 1a→1-1a可增强反应物在Cu表面的吸附
B. 加草酸盐能减少生成,增强电流效率
C. 1-1a在Cu表面的吸附亲和力大于2a
D. 电路中每转移4 mol电子可生成1 mol 2a
【答案】D
【解析】A.1a转化为带正电的中间体1-1a后,Cu表面吸附了带负电的草酸盐,静电作用会增强1-1a在Cu表面的吸附,A正确;
B.题干明确说明草酸盐可有效抑制竞争性析氢反应,减少生成,减少电子的无效消耗,从而提升电流效率,B正确;
C.反应需要中间体吸附在Cu表面才能发生半氢化反应,反应完成后产物需要脱附离开催化剂表面,因此中间体1-1a的吸附亲和力大于产物2a,符合高选择性的原理,C正确;
D.1-1a转化为2a,吡啶环上增加了3个H少了一个正电荷,转移4mol电子,在阴极还有Cu2+竞争放电,所以转移4mol电子不能生成1mol 2a
,D错误;
故选D。
11.(2026·湖北恩施州·二模)氯碱工业是一种高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%,其工艺设计中相关物料的传输与转化如下图所示,其中的电极未标出。
下列说法错误的是
A. 甲池为燃料电池,乙池为电解池
B. 燃料电池中负极的电极反应式:
C. 电解池的总反应:
D. 该设计既能降低能耗又能提高产出碱液中溶质的浓度
【答案】A
【解析】该装置是电解池与氢氧燃料电池的耦合工艺,甲池为电解池,电解精制饱和 NaCl 溶液,阳极生成 Cl2,阴极生成 H2与 NaOH;乙池为氢氧燃料电池,以甲池产出的 H2为燃料、除去 CO2的空气为氧化剂,在碱性条件下将化学能转化为电能,回供甲池以降低能耗。燃料电池负极消耗 OH-、正极生成 OH-,通过阳离子交换膜实现 Na+迁移,完成 NaOH 溶液的循环利用,整体使氯碱工业节能超 30%,同时得到 Cl2与高浓度 NaOH 产品。
【解析】
A.甲池输入精制饱和NaCl溶液,输出为稀NaCl,离子交换膜仅允许阳离子通过,甲池就是氯碱工业模型示意图,即甲池为电解池,X为氯气,Y为氢气,乙池为氢气的燃料电池,A错误;
B.乙池为氢氧燃料电池(碱性环境),通入 H2的一极为负极,H2在负极发生氧化反应,结合碱性环境中的 OH⁻生成 H2O,电极反应式为:,该反应式符合电子守恒、电荷守恒与原子守恒,B正确;
C.甲池为电解饱和 NaCl 溶液的电解池,电解反应方程式为 ,C正确;
D.乙池输入a% NaOH溶液,正极生成OH-,NaOH浓度升高,故输出的b% NaOH浓度大于输入的a%,即a%,提高产出碱溶液中溶质的浓度,D正确;
故答案选A。
12.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)我国科学家团队提出了一种以乙烯和水为原料电解合成1,4-丁二醇的新路径,其部分工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A. 阳极的电极反应为:
B. 生成的反应类型为加成反应
C. 合成总反应为:
D. 若每转化时铜电极上生成标准状况下 ,则生成 -丁二醇
【答案】D
【解析】由图,阳极溴离子失去电子被氧化为次溴酸,则石墨电极为阳极、铜电极为阴极;
【解析】
A.阳极溴离子失去电子被氧化为次溴酸,电极反应为:,A正确;
B.乙烯中含碳碳双键,和HBrO发生加成反应生成,B正确;
C.由图,总反应为乙烯和水合成1,4-丁二醇,结合质量守恒,反应还生成氢气,C正确;
D.结合阳极反应,每转化时,电路中转移2mol电子,铜电极上生成标准状况下 ,为0.6mol氢气,生成氢气转移1.2mol电子,则生成-丁二醇转移0.8mol电子,结合反应,会生成 -丁二醇,D错误;
故选D。
13.(2026·湖北武汉5月模拟)“类比”是研究物质性质及变化的重要方法。下列类比推测合理的是
A. SiCl4水解生成H4SiO4和HCl,推测NCl3水解生成HNO3和HCl
B. CO2可使澄清石灰水变浑浊,推测SO2也能使澄清石灰水变浑浊
C. Cl2与水反应生成HCl和HClO,推测F2与水反应生成HF和HFO
D. 工业上电解熔融MgCl2制取Mg,推测电解熔融AlCl3可制取Al
【答案】B
【解析】A.N的电负性大于Cl,中N为-3价、Cl为+1价,水解产物应为(或)和,而非和,A错误;
B.和均为酸性氧化物,少量通入澄清石灰水时,可分别反应生成难溶的、,使溶液变浑浊,B正确;
C.F的非金属性强于O,无正化合价,与水反应生成和,不存在,C错误;
D.是共价化合物,熔融状态下不导电,无法通过电解熔融制取,工业上用电解熔融的方法制Al,D错误;
故选B。
14.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)传统的锂离子电池多以含氧配体(如碳酸酯、醚类)作溶剂,但因溶剂化后形成的Li-O配位键过强,导致脱溶剂化能垒较高,制约了充电功率。我国学者研究表明,以1,3-二氟丙烷作溶剂,[结构式为]作锂源,能够实现更为快速的脱溶剂化和迁移,为突破电池功率极限开辟了新路径。下列说法错误的是
A. 遇水不稳定,会生成两种酸性气体
B. 氟的电负性大,使氟-锂配位键较弱,脱溶剂化能垒降低
C. 溶剂化的迁移速率也会影响充电功率
D. 充电时,脱溶剂化发生在电池的负极
【答案】A
【解析】遇水发生水解反应,S-N键和S-F键均会断裂,S元素转化为硫酸根,N元素转化为铵根,仅生成一种酸性气体。氟的电负性远大于氧,与的配位相互作用弱于Li-O键,因此脱溶剂化能垒降低。的迁移速率直接影响电池充放电过程的离子传输效率,进而影响充电功率。充电时,从正极脱嵌后迁移至负极表面,需脱除溶剂化层后发生还原沉积,脱溶剂化过程发生在负极。
【解析】
A.遇水水解时,仅生成一种酸性气体,无第二种酸性气体生成,A错误;
B.氟的电负性大于氧,使得氟与形成的配位键强度弱于传统体系的Li-O配位键,因此脱溶剂化能垒降低,B正确;
C.充电过程需要从正极迁移至负极,溶剂化的迁移速率直接影响离子传输效率,进而影响充电功率,C正确;
D.充电时,迁移至负极表面后,需脱除溶剂化层才能得电子还原为锂单质沉积,因此脱溶剂化发生在电池负极,D正确;
故选A。
15.(2026·湖北随州·模拟)以熔融为离子导体,分别组成CH4-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池(工作温度均为850℃)。下列说法错误的是
A. 放电过程中,K+向正极移动
B. 消耗等质量燃料,理论上CH4-O2燃料电池的放电量最小
C. (CH3)2NNH2-O2燃料电池的负极反应:
D. 上述电池放电过程中,向正极通入原料气和的混合气体可维持离子导体组成不变
【答案】B
【解析】A.原电池放电过程中,电池内部阳离子向正极移动,故K+向正极移动,A正确;
B.分别计算1g燃料完全反应转移电子数:CH4-O2电池总反应为CH4 + 2O2=CO2 + 2H2O,转移电子,N2H4-O2电池总反应为N2H4 + O2=2H2O + N2,转移电子;(CH3)2NNH2-O2电池总反应为(CH3)2NNH2 + 4O2=2CO2 + 4H2O + N2,转移电子,故等质量燃料时CH4燃料电池放电量最大,B错误;
C.负极上(CH3)2NNH2失电子,与反应生成CO2、H2O、N2,给出的电极反应式正确,C正确;
D.正极反应为O2 + 2CO2 + 4e-= 2,可补充负极消耗的,维持离子导体K2CO3组成不变,D正确;
故答案选B。
16.(2026·湖北宜昌·调研)一种研究碳中和的电解装置如下图所示,它能将工业尾气CO2还原成甲烷、乙烯等基本化工原料。下列说法正确的是
A. 电极M生成CH4的反应为:CO2-8e-+6H2O=CH4+8OH-
B. 离子交换膜a为阳离子交换膜
C. 一段时间后,N电极区域溶液pH减小
D. 标准状况下,电极N生成1 mol O2的同时电极M生成11.2 L气体
【答案】C
【解析】CO2在阴极发生还原反应生成甲烷、乙烯,M为阴极,电极反应式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-或2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-;N电极为阳极,发生氧化反应生成氧气,电极反应式为;
【解析】
A.根据分析,电极M生成CH4的反应为:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-,A错误;
B.电解池中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,为维持溶液电中性,阴极生成的OH-要通过阴离子交换膜向循环池移动,则离子交换膜a为阴离子交换膜,B错误;
C.N电极为阳极,电极反应式为,消耗水,一段时间后,N电极区域溶液氢离子浓度增大,pH减小,C正确;
D.电极N生成1 mol O2转移4 mol电子,若阴极只发生反应:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-,生成0.5 mol CH4,若阴极只发生反应:2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-,生成C2H4;综合可知电极M生成气体的物质的量小于0.5 mol,标准状况下体积小于11.2 L,D错误;
故选C。
17.(2026·湖北荆州·调研)某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用,转化的基本原理如图所示。下列说法错误的是
A. N极的电势比M极高
B. 交换膜可以采用质子交换膜
C. M电极上发生的反应为:
D. 当转化2molCO时,外电路中转移的电子数为2NA
【答案】D
【解析】根据装置图分析可知,M极发生氧化反应,,M为原电池负极;N极发生还原反应,,N为原电池正极,据此分析解答。
【解析】
A.正极(N极)电势高于负极(M极),符合原电池原理,A正确;
B.由M极生成、在N极消耗,需质子交换膜实现离子迁移,B正确;
C.M为电池的负极,在紫外光的作用下,水失去电子发生氧化反应生成,电极反应式为,C正确;
D.由电极反应式可知,当转化2 mol时,外电路转移4mol电子,转移的电子数为,D错误;
故答案选D。
18.(2026·湖北黄冈·二模)某高性能钠硫电池由正极、铝箔负极集流体、玻璃纤维隔膜以及双氰胺钠—氯铝酸钠盐电解液构成。充电时直接在铝集流体上沉积形成金属负极,放电时完全剥离。发挥了关键双重作用,一是催化促进的高效可逆转化,二是诱导形成富氮SEI(固态电解质界面膜,含有丰富的NaCN和),显著提升Na沉积/剥离的库仑效率和均匀性。下列有关说法错误的是
A. 需使用钠金属负极补偿不可逆的活性钠损失并维持循环
B. 用转化代替传统的转化能显著提高放电电压
C. 可实现高效转化是因为降低了转化的能垒
D. 形成SEI的反应包括:
【答案】A
【解析】A.由题干可知,充电时直接在铝箔集流体上沉积形成金属负极,放电时完全剥离,且富氮可显著提升沉积/剥离的库仑效率,无需额外使用钠金属负极补偿活性钠损失,A错误;
B.转化中S的价态变化为0价和价,传统转化中S的价态变化为0价和价,前者正极反应的电势更高,可显著提高放电电压,B正确;
C.催化剂的作用机理是降低反应的活化能(能垒),作为转化的催化剂,可通过降低转化能垒实现高效反应,C正确;
D.给出的反应电荷守恒、元素守恒,产物为和,符合富氮的组成规律,D正确;
故选A。
19.(2026·湖北新高考协作体学情自测)以二羟基苯醌为电极材料的新型水性可充电空气电池具有很广的应用前景。已知在酸性电解质中放电过程的物质转化如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,b电极发生还原反应
B. 放电时,氢离子通过阳离子交换膜向电极移动
C. 充电时,电路中有电子通过,电极产生0.05 mol气体
D. 充电时的a电极反应为:-2e-=+2H+
【答案】D
【解析】a电极上四羟基苯转化为二羟基苯醌,发生失电子的氧化反应,因此a为负极;b电极上得电子转化为,发生还原反应,因此b为正极。
【解析】
A.放电时b为正极,得电子发生还原反应,A正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,因此通过阳离子交换膜向正极b移动,B正确;
C.充电时,b为电解池的阳极,电极反应为,转移0.2mol电子时,生成的物质的量为,C正确;
D.充电时,a为电解池的阴极,阴极发生得电子的还原反应,电极反应应为二羟基苯醌得电子生成四羟基苯,其电极方程式为+2H++2e-=,D错误;
故选D。
20.(2026·湖北随州·二模)下列化学实验目的与相应实验示意图相符的是
实验目的
A.制备并测量其体积
B.干燥
实验示意图
实验目的
C.探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
D.测溶液浓度
实验示意图
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】C
【解析】A.生成氨气极易溶于水,不能用排水法测定氨气体积,A错误;
B.浓硫酸作干燥剂时,不能装在U形管中,不能达到干燥的实验目的,B错误;
C.铁钉在NaCl溶液(中性环境)中,若发生析氢腐蚀会产生氢气从而使压强增大,发生吸氧腐蚀会消耗氧气从而导致压强减小,通过压强传感器采集的压强变化数据可判断腐蚀类型,C正确;
D.酸性溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应使用酸式滴定管,D错误;
故选C。
21.(2026·湖北随州·二模)多伦多大学的研究团队提出了一种偶联电解系统,将电还原反应与有机氧化反应结合,可以实现高效的CO和丙烯醛共生产。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. a为电源的负极
B. 阴极上的反应式为:
C. 制得1 mol丙烯醛,理论上外电路中迁移了2 mol电子
D. 电解一段时间后,阳极区溶液的pH不变
【答案】D
【解析】由图可知,得电子生成,为阴极,电极反应为:,生成丙烯醛的一极为阳极,电极反应为:,据此分析。
【解析】
A.得电子生成的一极为阴极,阴极与电源负极相连,故a为负极,A正确;
B.阴极上的反应式为:,B正确;
C.由分析知,制得1 mol丙烯醛转移2 mol电子,故外电路中迁移了2 mol电子,C正确;
D.阳极电极反应为:双极膜中向阴极迁移,向阳极迁移,阳极反应消耗的和迁移过来的相等,但因反应生成水,故阳极区溶液的pH减小,D错误;
故选D。
22.(2026·湖北孝感·二模)含硝酸盐的废水和乙二醇共电解可生成氨气和乙醇酸,原理如图所示。下列说法正确的是
A. b极电势比a极电势低
B. 每转移电子,理论上消耗
C. 如图电极上发生的电极反应式为:
D. 电解一段时间后,左侧溶液下降
【答案】C
【解析】由图可知,与a极相连的电极上硝酸根转化为氨气,N元素化合价降低,发生还原反应,则该电极为电解池的阴极,a极为电源负极,故b极为电源正极。
【解析】
A.b极为正极,a极为负极,正极电势比负极高,即b极电势比a极电势高,A错误;
B.硝酸根转化为氨气发生的反应为,每转移电子,理论上消耗,B错误;
C.阳极上发生氧化反应,电极反应式为,C正确;
D.根据B项分析可知,电解一段时间后,左侧电极会消耗H+,溶液增大,D错误;
答案选C。
23.(2026·湖北襄阳·调研)下列化合物的制备方案正确的是
A. 苯与浓硫酸和浓硝酸的混合溶液共热,可用于制备苯磺酸
B. 制备硫酸时,将在足量空气中焙烧,生成的气体用98.3%的浓硫酸吸收
C. 电解饱和食盐水时,两极之间插入阳离子交换膜,可分别获得和溶液
D. 工业上将通入溶液中制得漂白液,升高温度可以使反应更快更好地进行
【答案】C
【解析】A.苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液共热发生硝化反应,制备产物为硝基苯;制备苯磺酸需要苯和浓硫酸共热发生磺化反应,A错误;
B.CuFeS2在足量空气中焙烧生成的气体主要是SO2,工业制备硫酸需要先将SO2催化氧化为SO3,再用98.3%浓硫酸吸收SO3,该方案无法直接制得硫酸,B错误;
C.氯碱工业中,阳离子交换膜允许Na+通过,同时可以隔绝阳极产物Cl2和阴极产物NaOH、H2,避免副反应发生,阳极可获得Cl2,阴极可得到NaOH溶液,C正确;
D.制漂白液时,升高温度会引发副反应,使Cl2和NaOH反应生成氯酸钠,降低有效成分次氯酸钠的产率,无法更好获得漂白液,D错误;
故答案选C。
24.(2026·湖北·4月调研)中国科学院大连化学物理研究所最新成功研发出首例氢负离子原型电池(CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4),该电池工作状态如图所示:
下列说法错误的是
A. 放电时,正极的电极反应式为:。
B. H-由NaAlH4电极移向CeH2电极时存储能量
C. 储能时,电池负极的电极反应式为
D. 理论上,有2 mol 生成时,两极的质量变化差值为4 g
【答案】B
【解析】电子流向为从CeH2电极流出,经外电路流向Na3[AlH6]/NaAlH4电极,因此:放电时CeH2电极为负极,NaAlH4电极为正极;充电时CeH2电极为阴极,NaAlH4电极为阳极,据此分析:
【解析】
A.放电时,正极NaAlH4发生还原反应,正极反应式为:,A正确;
B.在原电池(放电)中,阴离子向负极移动,因此H-从正极NaAlH4电极移向负极CeH2电极,对应放电过程,B错误;
C.储能时,电池负极CeH2电极为阴极发生还原反应,因此电池负极的电极反应式为,C正确;
D.有2 mol 生成时,根据电极反应:负极CeH2电极:每生成1 mol ,会结合1 mol H⁻,电极质量增加1 g;生成2 mol 时,质量增加2 g;正极NaAlH4电极:每转移2 mol电子,会释放2 mol H⁻,电极质量减少2 g。两极质量变化差值为:,D正确;
故答案选B。
25.(2026·湖北新八校·二模)科研人员以对硝基甲苯和丙烯腈为原料,采用间接成对电解方法协同合成对硝基苯甲酸和己二腈。两极均为惰性电极,电解质溶液为稀硫酸,双极膜内层为水层,工作时水层中的H2O解离成OH-和H+,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移,反应的原理示意图如下图所示。下列说法错误的是
A. a为电源负极
B. 转化2 mol丙烯腈,理论上电路中转移电子数为2NA
C. 双极膜中减少54 gH2O时,则与b极相连的电极上有1molCr3+发生转化
D. 右半区综合反应的方程式为:-6e-+2H2O→+6H+
【答案】B
【解析】a侧电解池的电极TiO2+得电子发生还原反应生成Ti3+、H+得电子发生还原反应生成H2,a是电源负极;b侧电解池的电极Cr3+失电子发生氧化反应生成 , b是电源正极;
【解析】
A.根据以上分析,a侧电解池的电极发生还原反应为阴极,a为电源负极,故A正确;
B.丙烯腈转化为己二腈的方程式为2CH2=CHCN+2Ti3++2H2O=NC(CH2)4CN+2TiO2++2H+,转化2 mol丙烯腈,氧化还原过程转移2mol电子,但阴极存在副反应2H++2e-=H2↑,理论上电路中转移电子数大于,故B错误;
C.电极上有发生转化,转移电子数为,对应双极膜迁移出和,减轻,故C正确;
D.右半区Cr3+在阳极失电子发生氧化反应生成,把对硝基甲苯氧化为对硝基苯甲酸,综合反应的方程式为:-6e-+2H2O→+6H+,故D正确;
选B。
26.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)下图所示的装置用于降解微塑料(MPs):向溶液中加入氧化剂(PMS),通电,利用体系产生的羟基自由基()和硫酸根自由基()降解MPs。研究发现用改性阴极材料FeOOH/CC后,MPs的降解效率大幅提升。下列有关说法正确的是
A. 阴极的电极反应可能为
B. 电极材料被消耗,反应为
C. 在阳极失电子,是产生硫酸根自由基()的来源之一
D. 改性的阴极通过静电作用富集,提高反应物浓度,增强MPs的降解效率
【答案】D
【解析】电解装置中,左侧连接电源负极,作阴极;右侧连接电源正极,作阳极,据此作答。
【解析】
A.阴极反应得电子,左侧总电荷为−2,而产物为中性,总电荷为0,电荷不守恒,A错误;
B.是阳极,阳极发生失电子的氧化反应,选项给出的反应是得电子的还原反应,不符合阳极反应规律,B错误;
C.阳极上,水的放电顺序位于硫酸根离子之前,更易发生水的氧化反应,故C错误;
D.带正电,反应物带负电,改性阴极的可通过静电作用富集,提高阴极反应物浓度,从而提升的降解效率,符合题干描述,D正确;
故选D。
27.(2026·湖北宜昌·调研)钠离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点,在正极电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 是高熔点的离子化合物
B. c连接d或e时,电极A的电势均低于电极B
C. c连接d时,透过隔膜进入电极A室
D. c连接e时,电极A的反应为:
【答案】D
【解析】c连接e时,装置为原电池,电极B为负极,嵌在石墨中的Na失电子变为,进入右侧电极室后,通过隔膜迁移至左侧电极室形成磺酸盐;c连接d时,连接外电源给电池充电,是电解池,电极B接外电源负极作阴极,得电子变为Na重新嵌入石墨得,则电极A为阳极失电子,通过隔膜迁移至右侧电极室;
【解析】
A.该物质是高分子聚合物,聚合物属于混合物、不属于化合物,不属于离子化合物,A错误;
B.当c连接d时,为充电过程:电极A接电源正极,作阳极,阳极电势高于阴极(电极B);当c连接e时,为放电过程:电极A作原电池正极,正极电势高于负极(电极B);因此c连接d或e时,电极A的电势均高于电极B,B错误;
C.c连接d为充电过程,充电时阳离子向阴极移动,充电时电极B是阴极,因此透过隔膜进入电极B室,C错误;
D.c连接e为放电过程,电极A作正极,发生还原反应:结合得电子,生成磺酸基钠掺杂的聚合物,反应与给出的方程式一致,D正确;
故选D。
28.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)我国学者设计了一种全新的“交叉耦合电解液”锂金属电池。充电时,两极产物跨电极传输后发生化学反应(如下图),不仅有效地抑制了传统电解质的正极“产气”现象,而且可在负极生成聚合物型SEI(具有高传导率且能实现高度可逆的锂沉积/溶解),显著延长了传统锂金属电池的使用寿命。相关说法错误的是
A. 该电池需使用阳离子交换膜
B. 反应①和②均在电池负极发生
C. 反应⑦的产物是带负电的阴离子
D. 反应⑧的化学计量数为2和1
【答案】A
【解析】充电时锂金属电池的负极发生得电子的还原反应,正极发生失电子的氧化反应。题中说明充电时两极产物需跨电极传输后发生反应,因此离子交换膜需允许两极生成的有机活性物种及阴离子通过,不能为仅允许通过的阳离子交换膜。反应① ② 均为得电子脱的还原反应,在电池负极发生,生成的自由基物种参与后续SEI的生成。
【解析】
A.若使用阳离子交换膜,仅允许通过,无法实现两极有机活性物种的跨电极传输,无法发生后续耦合反应,因此该电池不能使用阳离子交换膜,A错误;
B.反应① 和② 均为得电子脱除的还原反应,充电时还原反应在电池负极发生,B正确;
C.反应⑦ 的产物中原子结合带负电的氧配体,整体为带负电的阴离子,C正确;
D.结合反应⑧ 的反应物结构与产物的原子组成,可推知两种反应物的化学计量数为2和1,D正确;
故选A。
(2026·湖北孝感·二模)阅读以下材料。
北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S-B2S3-P2S5-LiI)电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素,具有高离子电导率,在给电池快速充电时,固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和(I2/),原理简图如图:
29.下列关于新型玻璃相硫化物电解质全固态锂硫电池的叙述错误的是
A. 放电时正极区存在反应:+2e-=3I-
B. 充电时,石墨电极接外电源负极
C. 充电时每转移1mol电子,阴极增重7g
D. 新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能
30.Li2S的晶胞结构如图,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 已知p点原子坐标为(0,0,0),则n点原子坐标为
B. 晶胞沿x轴投影为
C. 晶胞密度为
D. 晶胞中m离子和n离子之间的距离为a pm
【答案】29. B 30. D
【分析】
充电时,固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2,和(I2/),石墨电极为阳极,In电极为阴极,放电时,In电极为负极,电极反应式为:Li2S-2e- = S+2Li+。
(1)A.根据分析,放电时石墨电极为正极,电极反应式为:+2e- = 3I-,A正确;
B.充电时,石墨电极为阳极,与电源的正极连接,B错误;
C.充电时,阳离子Li+移向阴极In电极,且电路每转移1mol电子,阴极析出1mol Li,阴极增重7g,C正确;
D.LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素,具有高离子电导率,可以增强Li+的传导性能,D正确;
故答案选B。
(2)A.结合晶胞结构可得,n点原子坐标为,A正确;
B.结合晶胞的结构可以知道,晶胞沿x轴投影为,B正确;
C.晶胞中有8个Li+,S2-的数量为,晶胞的质量为,
晶胞的体积为(a×10-10)cm3=a3×10-30cm3,晶体的密度为,C正确;
D.由图可知,,设mn之间距离为x,则有,则x=a pm,D错误;
故答案选D。
31.(2026·湖北黄石·模拟考试)氧化还原液流式海水淡化电池可实现海水淡化与能量存储的耦合(如下图)。该装置以VCl2/VCl3和NaI3/NaI为电解液,充电时电极M的电极反应式为:,下列说法错误的是
A. 充电时电极N为阴极
B. a膜为阴离子交换膜、b膜为阳离子交换膜
C. 放电时N极的电极反应式为:
D. 充电结束后,储液罐1中是淡化后的淡水
【答案】C
【解析】由题知,充电时电极M的电极反应式为:,则电极M为阳极,则充电时电极N为阴极,电极反应式为:;放电时,电极M为正极,电极反应式为:,电极N为负极,电极反应式为:,据此回答。
【解析】
A.由分析知,充电时电极N为阴极,A正确;
B.充电时电极M的电极反应式为:,海水中经a膜移向阳极,则a膜为阴离子交换膜;充电时电极N为阴极,电极反应式为:。同时,淡化室中的经b膜移向N极电解液室,则b膜为阳离子交换膜,B正确;
C.由分析知,放电时,电极N为负极,电极反应式为:,C错误;
D.由图知,淡化后的水经导管流向储液罐1,则充电结束后,储液罐1中是淡化后的淡水,D正确;
故选C。
试卷第1页,共3页
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