2021年各地高考化學(xué)真題分類匯編：電化學(xué)

2021高考化學(xué)真題

專題電化學(xué)

一、單選題

1.（2021?山東高考真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成C&OH—Ch、N2H4—。2、

（CH3）2NNH2—02清潔燃料電池，下列說法正確的是

A.放電過程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)

B.放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小

C,消耗等質(zhì)量燃料，（CHRNNHL02燃料電池的理論放電量最大

D.消耗ImoKh時(shí)，理論上N2H4—。2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為U.2L

【答案】C

【解析】

A.放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)上述分析可知，N2H4-。2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，其總反?yīng)中未消耗KOH,

所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯(cuò)

誤；

C.理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg,則甲醉、

mg/mg/

N2H4和（CH3）2NNH2放電量（物質(zhì)的量表達(dá)式）分別是：”/46、&X4、

32g/mol32g/mol

“，，X16,通過比較可知（CH3）2NNH2理論放電量最大，C正確；

60g/mol

D.根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗ImolO?生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為Imol,在標(biāo)

準(zhǔn)狀況下為22.4L,D錯(cuò)誤；

故選C。

2.（2021?浙江）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)

Li，得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為Lie。。?薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法

不正碗的是

A.充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi+

C.放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li|_xCoO2+xLr+xe=LiCoO2

D.電池總反應(yīng)可表示為LixSi+Li-CoOz、*、Si+LiCo()2

【答案】B

【解析】

A.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電

源的負(fù)極相連，A說法正確；

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amolLi*通過UPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極

遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li*,B說法不正確；

C.放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為LiiCoO2+xLi++xe-=LiCoC)2,

C說法正確；

D.電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li,，正極上Li-Co。？得到電子和

充電

+

Li變?yōu)長iCoO2,故電池總反應(yīng)可表示為LzxSi+Li^CoO,=Si+LiCoO,,D說法正確。

綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B,本題選B。

3.(2021?全國高考真題)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置

合成。圖中的雙極膜中間層中的H?。解離為H+和OH，并在直流電場作用下分別問兩極遷

移。下列說法正確的是

電源

OOO

HH

H&CC

-石

墨

鉛-C使

億

電電

極極

、O0

IIII

HO—C—C—0H

（乙二酸）（乙醛酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

oo

OOnn+HO

B.陽極上的反應(yīng)式為：?II+2H++2e-=ee2

HO-C-C-OH

C.制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了Imol電子

D.雙極膜中間層中的H*在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【解析】

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的

Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；

B.陽極上為Br失去電子生成Bn,Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；

C.電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，Imol乙二酸生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi,Imol

乙二醛生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電

子為Imol,因此制得2moi乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯(cuò)誤；

D.由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D

正確；

綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。

4.（2021?廣東高考真題）鉆（Co）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為

水溶液中電解制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是

A.工作時(shí)，i室和n室溶液的PH均增大

B.生成1molCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

D.電解總反應(yīng)：2Co2++2H,0—2Co+O,T+4H+

【答案】D

【解析】

A.由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由I室向II室移動(dòng)，使n室中氫離子濃

度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；

B.由分析可知，陰極生成Imol鉆，陽極有Imol水放電，則I室溶液質(zhì)量減少18g,故B錯(cuò)

誤；

C.若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會(huì)在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；

D.由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2co2++2H2O通電2Co+O2T+4H+,故D正確;

故選D。

5.（2021?廣東高考真題）火星大氣中含有大量C02,一種有CO?參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池

有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.C。?在正極上得電子

C.陽離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】B

【解析】

根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3co2=2Na2cCh+C。

A.放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)正極為C02得到電子生成C,故B正確；

C.放電時(shí)陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D錯(cuò)誤；

綜上所述，符合題意的為B項(xiàng)，故答案為B。

6.（2021?河北高考真題）K-Ch電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。

關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是

有機(jī)電解'質(zhì)1有疝電解質(zhì)2

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時(shí)，生成KCh的質(zhì)量與消耗Ch的質(zhì)量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【答案】D

【解析】

A.金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許K+通過,

不允許。2通過，故A正確；

B.由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b

電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知，生成Imol超氧化鉀時(shí)，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolX71g/mol：

1molX32g/mol^2.22：I,故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2sO4,反應(yīng)消耗2moi

水，轉(zhuǎn)移2moi電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為

癡而X18g/mol=1.8g,故D錯(cuò)誤;

故選D。

7.（2021?湖南高考真題）鋅漠液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能

源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溟液流電池工作原理如圖所：

循環(huán)回路

下列說法錯(cuò)誤的是

A.放電時(shí)，N極為正極

B.放電時(shí)，左側(cè)貯液器中ZnBr?的濃度不斷減小

C.充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=為

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

【答案】B

【解析】

A.由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；

B.由分析可知，放電或充電時(shí)，左側(cè)儲(chǔ)液器和右側(cè)儲(chǔ)液器中漠化鋅的濃度維持不變，故B錯(cuò)

誤；

C.由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上

得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Z**+2e-=Zn,故C正確；

D.由分析可知，放電或充電時(shí)，交換膜允許鋅離子和濱離子通過，維持兩側(cè)濱化鋅溶液的濃

度保持不變，故D正確；

故選B。

8.（2021?全國高考真題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻

礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題,通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示）,

通入一定的電流。

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.陽極發(fā)生將海水中的C「氧化生成CU的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的C1一會(huì)優(yōu)先失去電子生成CL,發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；

B.設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的C12與陰極區(qū)生成的OH-在管道中

會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，

B正確；

C.因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除

安全隱患，C正確；

D.陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2T+2OH,會(huì)使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面

會(huì)形成Mg（OH）2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。

故選D。

9.（2021?浙江高考真題）銀鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下（L為小燈泡，Ki、

Q為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極）。

下列說法不氐確的是

A.斷開K2、合上Ki,銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能

B.斷開Ki、合上K2,電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變

放電

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

充電

【答案】C

【解析】

A.斷開K2、合上K”為放電過程，銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能，A正確；

B.斷開Ki、合上K2,為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還

原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH;B正確；

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e-+20H=2NiOOH+2H20,則電極A發(fā)生

還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH;此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為

Cd(OH)2+2Ni(OH)2=Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH濃度減小，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,則銀鎘二次電池總反

放電

應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2。？Cd(OH)2+2Ni(OH)2,D正確；

充電

答案選C。

二、工業(yè)流程題

10.(2021?山東高考真題)工業(yè)上以銘鐵礦(FeCmO』，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制

備紅帆鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：

母液

蒸發(fā)冷卻

結(jié)晶結(jié)晶

濾渣濾渣副產(chǎn)品Na2Cr2O7-2H2O

⑴焙燒的目的是將FeCrzCh轉(zhuǎn)化為NazCrth并將AI、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)

氣體與礦料逆流而行，目的是一。

（2）礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃

(

T

I

S

M

中和時(shí)pH的理論范圍為一；酸化的目的是一；Fe元素在一（填操作單元的名稱）過程中除

去。

（3）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致一；冷卻結(jié)晶所得母液中，除NazCmCh外，可在上述流程

中循環(huán)利用的物質(zhì)還有—o

（4）利用膜電解技術(shù)（裝置如圖所示），以NazCMh為主要原料制備NazCnCh的總反應(yīng)方程式

通電

為：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+O2t（）則NazCmCh在一（填“陰”

或“陽”）極室制得，電解時(shí)通過膜的離子主要為

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率4.5<pH<9.3使

2CrO1+2H+^^Cr2O，+H2。平衡正向移動(dòng)，提高NaaCgCh的產(chǎn)率浸取所得

+

溶液中含有大量Na2soolOFhOH2SO4陽Na

【解析】

(1)焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是利用熱量使O2向上流動(dòng)，增大固體與氣體的接觸面積,

提高化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)中和時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH目的是將A10；、SiO：轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，由圖可知，當(dāng)溶液

pH24.5時(shí)，AP除盡，當(dāng)溶液pH>9.3時(shí)，ESiCh會(huì)再溶解生成SiO：,因此中和時(shí)pH的

理論范圍為4.5<pH<9.3；將A1元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以Cr?。；和

+

CrO；存在，溶液中存在平衡：2CrO；-+2H^^Cr2O？-+H2O,降低溶液pH,平衡正

向移動(dòng)，可提高NazCnCh的產(chǎn)率；由上述分析可知，F(xiàn)e元素在“浸取”操作中除去，故答案

為：4.5<pH<9.3；使2CrO:+2H+^=±Cr2O；+H2。平衡正向移動(dòng)，提高NazCrzCh

的產(chǎn)率；浸取。

⑶蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，Na2sO,主要以Na2s(VIOHzO存在，Na2s0尸10比0的溶解度隨溫度升高先

增大后減小，若蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致所得溶液中含有大量Na2sO4TOH2O；由上述分

析可知，流程中循環(huán)利用的物質(zhì)除Na2Cr2Ch外，還有H2sCM,故答案為：所得溶液中含有大

量Na2soolOHzO；H2so4。

通電

(4)由4Na2CrO4+4H2O^―=2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+02t可知，電解過程中實(shí)質(zhì)是電

解水，陽極上水失去電子生成H-和02,陰極上門得到電子生成H2,由

2CrOj+2H+=^Cr2O：+H2?？芍?，Cr2。；在氫離子濃度較大的電極室中制得，即

NazCnCh在陽極室產(chǎn)生；電解過程中，陰極產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧化鈉在陰極生成，所以為

提高制備NazCmCh的效率，Na，通過離子交換膜移向陰極，故答案為：陽；Na\

三、原理綜合題

11.（2021?湖南高考真題）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn),

可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I：氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵N三NH-HN-H

鍵能E/（kJ?mo『）946436.0390.8

一定溫度下，利用催化劑將NH：分解為N?和H??；卮鹣铝袉栴}：

⑴反應(yīng)2NH3（g）=N2（g）+3H?（g）AH=kJ-mol-1;

⑵已知該反應(yīng)的A5=198.9J-moL-KT,在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？（填

標(biāo)號）

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

（3）某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNH：通入

3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)（此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa）,各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖

所示。

①若保持容器體積不變，％時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0~%時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率

1

V(H2)=molL--minT(用含乙的代數(shù)式表示)

②L時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨

勢的曲線是(用圖中a、b、c,d表示)，理由是；

③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)=。(已知：分壓=總壓x該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),

/、g/\h

PGPH

薩,薩&

對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g),K°=)，其中P=100kPa,pc、

PD\絲］

PH、PD、PE為各組分的平衡分壓)。

方法II：氨電解法制氫氣

利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

陰

離

子

H2

交

NH3換

膜

KOH溶液

(4)電解過程中OH-的移動(dòng)方向?yàn)?(填“從左往右”或“從右往左”)

(5)陽極的電極反應(yīng)式為

KOH溶液KOH溶液

0.02

【答案】+90.8CDb

A

開始體積減半，沖分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2

倍要小從右往左

0.482NH3-6e-+60HHN2+6H2O

【解析】

⑴根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NHKg)BN2(g)+3H2(g),

?”=390.8kJ?mol-1x3x2-(946kJ-mol1+436.0kJ-mol-1x3)=+90.8kJ-mol'1，故答案為：+90.8；

3

(2)若反應(yīng)自發(fā)