2025高考化學高三化學大二輪專項專題小題各個擊破題型19有關(guān)電化學的綜合考查含答案及解析 - 副本

1．(2024·全國甲卷)科學家使用δ-MnO2研制了一種MnO2-Zn可充電電池(如圖所示)。電池工作一段時間后，MnO2電極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是()A．充電時，Zn2＋向陽極方向遷移B．充電時，會發(fā)生反應(yīng)Zn＋2MnO2=ZnMn2O4C．放電時，正極反應(yīng)有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－D．放電時，Zn電極質(zhì)量減少0.65g，MnO2電極生成了0.020molMnOOH答案：C解析：充電時該裝置為電解池，電解池中陽離子向陰極遷移，即Zn2＋向陰極方向遷移，A不正確；放電時，負極的電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，則充電時陰極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－=Zn，即充電時Zn元素化合價應(yīng)降低，而選項中Zn元素化合價升高，B不正確；放電時，Zn電極質(zhì)量減少0.65g(物質(zhì)的量為0.010mol)，電路中轉(zhuǎn)移0.020mol電子，由正極的主要反應(yīng)MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質(zhì)的量為0.020mol，但是正極上還有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物質(zhì)的量小于0.020mol，D不正確。2．(2024·河北卷)閱讀以下材料，完成下題。我國科技工作者設(shè)計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池，以Mg(TFSI)2為電解質(zhì)，電解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設(shè)計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg2＋的溶劑化環(huán)境，提高了電池充放電循環(huán)性能。下列說法錯誤的是()A．放電時，電池總反應(yīng)為2CO2＋Mg=MgC2O4B．充電時，多孔碳納米管電極與電源正極連接C．充電時，電子由Mg電極流向陽極，Mg2＋向陰極遷移D．放電時，每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上可轉(zhuǎn)化1molCO2答案：C解析：電極過程電極反應(yīng)式Mg電極放電Mg－2e－=Mg2＋充電Mg2＋＋2e－=Mg多孔碳納米管電極放電Mg2＋＋2CO2＋2e－=MgC2O4充電MgC2O4－2e－=Mg2＋＋2CO2↑充電時，Mg電極為陰極，電子從電源負極經(jīng)外電路流向Mg電極，同時Mg2＋向陰極遷移，C錯誤。3．(2024·浙江6月選考)金屬腐蝕會對設(shè)備產(chǎn)生嚴重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種對海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：下列說法正確的是()A．圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子B．圖2中，外加電壓偏高時，鋼閘門表面可發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對鋼閘門的防護效果D．圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，鋼閘門、陽極均不發(fā)生化學反應(yīng)答案：B解析：圖2為外加電流法，陽極通常是惰性電極，其本身不失去電子，電解質(zhì)溶液中的陰離子在其表面失去電子，如海水中的Cl－，A不正確；圖2為外加電流法，理論上只要能對抗鋼閘門表面的腐蝕電流即可，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時保護效果最好；腐蝕電流會隨著環(huán)境的變化而變化，若外加電壓保持恒定不變，則不能保證抵消腐蝕電流，不利于提高對鋼閘門的防護效果，C不正確；圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，說明從犧牲陽極或外加電源傳遞過來的電子阻止了反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋的發(fā)生，鋼閘門不發(fā)生化學反應(yīng)，但是犧牲陽極和輔助陽極上發(fā)生了氧化反應(yīng)，D不正確。4．(2024·安徽卷)我國學者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP(局部結(jié)構(gòu)如標注框內(nèi)所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。下列說法錯誤的是()A．標注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價鍵和配位鍵B．電池總反應(yīng)為：Ieq\o\al(－,3)＋Zneq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Zn2＋＋3I－C．充電時，陰極被還原的Zn2＋主要來自Zn-TCPPD．放電時，消耗0.65gZn，理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子答案：C解析：由題圖中信息可知，該新型水系鋅電池放電時的負極是鋅，正極是超分子材料；負極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，則充電時，該電極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，被還原的Zn2＋主要來自電解質(zhì)溶液，C錯誤。5．(2024·浙江1月選考)破損的鍍鋅鐵皮在氨水中發(fā)生電化學腐蝕，生成[Zn(NH3)4]2＋和H2，下列說法不正確的是()A．氨水濃度越大，腐蝕趨勢越大B．隨著腐蝕的進行，溶液的pH變大C．鐵電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2NH3＋2e－=H2↑＋2NHeq\o\al(－,2)D．每生成標準狀況下224mLH2，消耗0.010molZn答案：C解析：Zn比Fe活潑，在氨水中二者可形成原電池，電化學腐蝕的總反應(yīng)方程式為Zn＋4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，氨水濃度越大，生成[Zn(NH3)4]2＋的速率越快，腐蝕趨勢越大，A正確；總反應(yīng)方程式中有OH－生成，故溶液的pH變大，B正確；Zn生成[Zn(NH3)4]2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負極，則Fe作正極，正極上水解離出來的H＋得電子生成氫氣，結(jié)合電解液為氨水知Fe電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，C錯誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式，可得關(guān)系式：H2～Zn，故每生成標準狀況下224mL(0.010mol)H2，消耗0.010molZn，D正確。6．(2023·新課標卷)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯誤的是()A．放電時V2O5為正極B．放電時Zn2＋由負極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5·nH2O－2xe－=xZn2＋＋V2O5＋nH2O答案：C解析：由題中信息可知，該電池放電時Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O。充電時的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O=xZn＋V2O5＋nH2O，C不正確。7．(2023·福建卷)一種可在較高溫下安全快充的鋁－硫電池的工作原理如圖，電解質(zhì)為熔融氯鋁酸鹽(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔點為93℃的共熔物)，其中氯鋁酸根[AlnCleq\o\al(－,3n＋1)(n≥1)]起到結(jié)合或釋放Al3＋的作用。電池總反應(yīng)：2Al＋3xSAl2(Sx)3。下列說法錯誤的是()A．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)含4n個Al—Cl鍵B．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)中同時連接2個Al原子的Cl原子有(n－1)個C．充電時，再生1molAl單質(zhì)至少轉(zhuǎn)移3mol電子D．放電時間越長，負極附近熔融鹽中n值小的AlnCleq\o\al(－,3n＋1)濃度越高答案：D解析：放電時鋁失去電子生成鋁離子作負極，硫單質(zhì)得到電子作正極，充電時鋁離子在陰極得到電子生成鋁，硫離子在陽極失去電子生成硫單質(zhì)。AlnCleq\o\al(－,3n＋1)的結(jié)構(gòu)為，所以含4n個Al—Cl鍵，A正確；由AlnCleq\o\al(－,3n＋1)的結(jié)構(gòu)可知同時連接2個Al原子的Cl原子有(n－1)個，B正確；由總反應(yīng)可知充電時，再生1molAl單質(zhì)需由鋁離子得到電子生成，所以至少轉(zhuǎn)移3mol電子，C正確；由總反應(yīng)可知放電時間越長，負極鋁失去電子生成的鋁離子越多，所以n值大的AlnCleq\o\al(－,3n＋1)濃度越高，D錯誤。8．(2022·廣東高考改編)為檢驗犧牲陽極法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成答案：D解析：氯化鈉溶液中有氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故A不能說明鐵片沒有被腐蝕；淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)可與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不能說明鐵片沒有被腐蝕；KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不能說明鐵片沒有被腐蝕；K3[Fe(CN)6]是用于檢測Fe2＋的試劑，加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀出現(xiàn)，說明溶液中沒有亞鐵離子，故D能說明鐵片沒有被腐蝕。9．(2022·全國乙卷)Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來，科學家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是()A．充電時，電池的總反應(yīng)Li2O2=2Li＋O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案：C解析：充電時光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)，則充電時總反應(yīng)為Li2O2=2Li＋O2，A正確；充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；由分析可知，放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li＋從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；放電時總反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2，D正確。10．(2022·北京高考)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象①0.1mol/LCuSO4＋少量H2SO4陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗電解液中有Fe2＋②0.1mol/LCuSO4＋過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗電解液中無Fe元素下列說法不正確的是()A．①中氣體減少，推測是由于溶液中c(H＋)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H＋與鐵接觸B．①中檢測到Fe2＋，推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋CuC．隨陰極析出Cu，推測②中溶液c(Cu2＋)減少，Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密答案：C解析：實驗②中，陰極析出銅，陽極發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋，故溶液中c(Cu2＋)不會減少，故C錯誤。1．(2024·江西省萍鄉(xiāng)市蘆溪中學高三一模)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿出現(xiàn)棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。下列說法不正確的是()A．鐵片腐蝕過程發(fā)生的總化學方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3B．液滴之下氧氣含量少，鐵片作負極，發(fā)生的還原反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋C．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域不是生銹最多的區(qū)域答案：B解析：NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)被腐蝕變暗，實際上是發(fā)生了吸氧腐蝕，鐵片作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，液滴邊緣是正極區(qū)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－(發(fā)生還原反應(yīng))，在液滴外沿，由于發(fā)生反應(yīng)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3形成了棕色鐵銹環(huán)(b)，鐵片腐蝕過程發(fā)生的總化學方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3。2．(2024·天津市南開中學高三統(tǒng)練)南開大學陳軍院士團隊以KSn合金為負極，以含羧基多壁碳納米管(MWCNTs—COOH)為正極催化劑構(gòu)建了可充電K-CO2電池(如圖所示)，電池反應(yīng)為4KSn＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2K2CO3＋C＋4Sn，其中生成的K2CO3附著在正極上。該成果對改善環(huán)境和緩解能源問題具有巨大潛力。下列說法正確的是()A．放電時，電子由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向MWCNTs—COOHB．電池每吸收22.4LCO2，電路中轉(zhuǎn)移4mole－C．充電時，陽極電極反應(yīng)式為C－4e－＋2K2CO3=3CO2↑＋4K＋D．為了更好的吸收溫室氣體CO2，可用適當濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)答案：C解析：放電時，KSn合金作負極，MWCNTs—COOH作正極，電子沿導線由負極流向正極，A錯誤；未指明氣體所處狀況，無法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，B錯誤；若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會與正極上的MWCNTs—COOH發(fā)生反應(yīng)，且水會與負極中K反應(yīng)，因此不能使用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，D錯誤。3．(2024·貴州高考適應(yīng)性測試)鈉基海水電池是一種能量密度高、環(huán)境友好的儲能電池(示意圖如圖所示)，電極材料為鈉基材料和選擇性催化材料(能抑制海水中Cl－的吸附和氧化)，固體電解質(zhì)只允許Na＋透過。下列說法正確的是()A．放電時，a電極發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時，b電極的電勢低于a電極C．充電時，b電極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑D．充電時，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上有2molNa＋由b電極遷移到a電極答案：D解析：放電時，鈉為活潑金屬，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，a為負極，則b為正極，b電極的電勢高于a電極，A、B錯誤；充電時，b電極為陽極，由于選擇性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故電極上不是氯離子放電，C錯誤；充電時，a為陰極，b為陽極，陽離子向陰極移動，故每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上有2molNa＋由b電極遷移到a電極，D正確。4．(2024·湖南省郴州市高三教學質(zhì)量監(jiān)測)鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢而逐漸取代鋰離子電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池的負極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過程中，Na＋在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。下列說法不正確的是()A．由于未使用稀缺的鋰元素，鈉離子電池的生產(chǎn)成本比鋰離子電池的低B．放電時，負極的電極反應(yīng)式為NaxCy－xe－=Cy＋xNa＋C．放電時，Na＋移向電勢較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極的質(zhì)量減少23g答案：C解析：由題意知此電池為二次電池