2023年届高考化学108所名校押题07新型电化学装置

密押点睛

2023108所名校押题07型电化学装置我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO2//石墨毡)在酸性环境中可充电的电池，其放电时的工作原理如下图：以下说法正确的选项是( )A．放电时，MnO2/石墨毡为负极，发生复原反响B．充电时，有机电极和外接电源的正极相连D2molHQ，理论上外电路中转移电子数为8mol【答案】D【解析】依据左边图中Mn元素的化合价推断两个电极，右侧是正极，左侧是负极，依据正极发生复原反响，负极发生氧化反响进展推断，原电池充电时依据负极接电源的负极，正极接电源的正极，利用化合价的变化书写电极反响，利用电荷、原子等守恒进展配平；依据电极反响中化合价的变化推断电子转移数。A项，依据放电时的工作原理图可知，MnO2//MnO2→Mn2+，MnO2发生得电子的复原反MnO2//石墨毡电极为正极，正极反响式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，有机电极为负极，负极反响式为4，放电时，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。由装置图MnO2//MnO2→Mn2+，MnO2MnO2//石墨毡电极为正极，A错误；B项，有机电极为负极，因此充电时，有机电极和外接电源的负极相连，B错误；C项，放放电时有机电极上，即电极反响式为4，所以充电时，每消耗2molPT，理论上8mol，D正确；应选D。【押题理由】电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反响式的正误推断与书写，电池反响式的书写，正负极的推断，电池充、放电时离子移动方向的推断，电极四周离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过生疏化学电源的装置图，考察学生承受、吸取、整合化学信息的力量，也表达了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考察。【考前秘笈】1．(2023·广东省梅州市二模)《Science》杂志报道了王浩天教授团队制造的制取H2O2的绿色方法，原理如下图。以下说法正确的选项是( )A．a极为正极，发生复原反响B．X膜为阳离子交换膜C．2mole-22.4LO2D．该装置可实现化学能与电能间的完全转化【答案】B【解析】此题中通入H2的aH22。通入O2b极发生复原反响，是原电池的正极，考虑到最终产物为H2O2，故其电极反响式为：H2O+O2+2e-=HO2-+OH-。负极生成的H+通过阳离子交换膜进入到电解质中，正极生成的HO2-通过阴离子交换膜进入到电解质中，二者结合得到H2O2。A项，在该原电池中，a极通入氢气，发生氧化反响，是原电池的负极，A项错误；B项，a极生成的H+需要穿过XHO2-结合，X膜是阳离子交换膜，B项正确；C2mole-时，依据b1molO2，但此题中未指明是否为标准状况，不能确定O222.4L，C项错误；D项，原电池不行能实现化学能与电能的完全转化，还有一局部化学能会转化为其他形式的能量，如内能，D项错误；应选B。2．(押考法-型电源)Zn-C2H2电池(构造如图)，既能实现乙炔加氢又能发电，其开路电位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn-CO2电池，同时这种电池设计可广泛适用ZnZnO，电池工作时以下说法正确的选项是()电流由b极经外电路流向a电极c(KOH)增大C．a极的电极反响式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-D0.2molOH-通过阴离子交换膜，a2.24LC2H2【答案】C【解析】放电时ZnZnO，则bZn失电子被氧化，为电池的负极，负极电极反响式为2HOaCH2得电子产生C2HC2HeCH4，电极总反响式为C2H2+Zn+H2O=C2H4+ZnO。A项，电流由正极a极经外电路流向负极b电极，A错误；B项，bZn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，故右侧极室中c(KOH)减小，B错误；C项，a极的电极反响式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-C正确；D项，依据反响C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-可知，每有molOH-通过阴离子交换膜，a0.1molC2H2，但没说明标准状况下，不肯定为2.24L，选项D错误；应选C。3．(押热点-二次电池)A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)BNa+Na嵌入硬碳中。以下说法不正确的选项是()A．充电时，电极B与外接直流电源的负极相连B．放电时，外电路通过amol电子时，A电极电解质损失amolNa+C．放电时，电极ANa1-xTMO2+xNa++xe-=NaTMO2DNa1-xTMO2+NaxC=NaTMO2+C【答案】BNa+Na嵌入硬碳中，则硬碳为电解池的阴极，为电池的负极，即电极B为电池的负极，A为电池的正极。A项，电极B为电池的负极，充电时，与外接直流电源的负极相连，A正确；B项，放电时，A电极(正极)Na1-xTMO2+xNa++xe-=NaTMO2，Na+A电极迁移，然后参与电极反响，故ANa+，B错误；C项，放电时，为原电池装置，A为Na嵌入含钠过渡金属氧化物中，电极反响式为Na1-xTMO2+xNa++xe-=NaTMO2，C正确；D项，A为电池的正极，电极反响式为Na1-xTMO2+xNa++xe-=NaTMO2，B为电池的负极，放电时硬碳中的钠失电子变为钠离子脱落，然后向正极迁移，NaxC-xe-=C+xNa+，正极反响+负极反响可得总反响Na1-xTMO2+NaxC=NaTMO2+C，D正确；应选B。4．(2023·湖北省局部重点中学高三联考)为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如以下图所示。当闭合K1K3K2时，装置处于蓄电状态；当翻开K1K3、K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+OH-并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的选项是( )蓄电时，碳锰电极四周溶液pH变小蓄电时，图中右侧电解池发生的总反响为2ZnO 2Zn+O2↑C．放电时，每消耗1molMnO2，理论上有4molH+由双极膜向碳锰电极迁移D．理论上，该电化学装置运行过程中不需要补充H2SO4和KOH【答案】C【解析】当闭合K1K3、翻开K2时，装置处于蓄电状态，即为电解池，H+H2，H元素2+失电子生成O得电子生成当翻开K1和K3、闭合K2A项，蓄电时即为电解池，Mn2+MnO2Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+pH变小，A正确；BZnOZnZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-，OH-失电子生成O2，电极反响式为4OH--4e-=O2+2H2O，发生的总反响为2ZnO2Zn+O2↑，B正确；C项，放电MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O1molMnO2，需要消耗4molH+，但碳锰电极只生成2mol正电荷，剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧，因此理论上有2molH+由双极膜向碳锰电极迁移，C不正确；D项，该电化学装置运行过程中H+得电子生成H2，但实际过程为消耗了溶剂水，氢离子浓度增大，OH-失电子生成O2，但实际也消耗了溶剂水，氢氧根离子浓度同样增大，则不需要不断补充H2SO4KOH溶液，D正确；应选C。5．(2023·甘肃省高三其次次高考诊断考试)钠离子电池有耐低温。价格低廉，对环境友好等特点，因而具有巨大的市场前景。某水系钠离子二次电池反响为：2NaFePOF+NaTi(PO)

4 3 22Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3，其装置如下图。以下说法不正确的选项是( )充电时a为阴极放电时b极上的电极反响为NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4FC．理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变D0.2mole-0.1NA【答案】D

43 充电2NaFePOF+NaTi(PO)

== 2NaFePO

F+NaTi(PO)

Ti元素化合价由+3价变为4 3 2

43 充电 2 4

2 43+4价、Fe元素化合价由+3价变为+2NaFePO4F得电子发生复原反响，电极反响为：NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，Na3Ti2(PO4)3失电子发生氧化反响，电极反响为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=Na3Ti2(PO4)3+2Na+a为负极、右侧电极b为正极，充电时原来的负极为阴极、原来的正极作阳极。A项，充电时a与电源负极相连为阴极，A正确；B项，放电时b极为正极极，发生复原反响，NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，B正确；CNa+的结合和释放，则交换膜为阳离子交换膜，Na+1mol1molNa+经过交换膜，则理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的+CDa可以自由通0.2mole-0.2NA，D错误；应选D。6．(2023·安徽省安庆市示范高中高三联考)某课题组报道了一种两相无膜Zn/PTZ(吩噻嗪)电池，电解6 2 液中的PF-在水层和CHCl层之间迁移，工作原理如下图。以下说法错误的选项是6 2 A．放电时，正极的电极反响式为PTZ++e-=PTZB1mole-145g6 2 C．充电时，PF-CHCl6 2 D．电池在充、放电过程中不能上下颠倒位置【答案】B【解析】A项，依据电池工作原理图可知，放电时Zn为负极，石墨毡为正极，正极的电极反响式为+eZABF由Hl1mol1molF-，6 2 2 6145g，B项错误；C项，充电时，PF6-CH2Cl2层迁移，C项正确；D项，假设电池在充、放电过程中，上下颠倒位置，CH2Cl2因密度较大，PTZ+TBAPF6CH2Cl2溶液会和负极锌同处下层，而ZnSO4+KPF6的水溶液会和石墨毡同处上层，从而影响电池的正常工作，D项正确。应选B。7．(押考向锂电池)我国电动汽车多承受三元锂电池，该电池电解质为有机锂盐溶液，放电时工作原理如下图。以下说法错误的选项是( )A．放电时，外电路中电子由M极流向N极=C．0.2mol电子时，M1.4xgDLi+在两极之间来回嵌入和脱嵌，实现化学能与电能的相互转化【答案】C【解析】A项，由锂离子移动方向可知，N极为正极，放电时，外电路中电子负极向正极运动，故由M极流向NAB1-=LiNiaCobMncO2，B正确；C项，充电时，锂离子在M极得到电子发生复原反响，xLi+xe-+6C=LixC6，则生0.2mol电子时，M1.4g，C错误；DLi+在两极之间来回嵌入和脱嵌，构成内电路实现化学能与电能的相互转化，D正确；应选C。8．(2023·辽宁省锦州市一模)型水系级联二次电池，实现了在同一个反响腔体中耦合不同的氧化复原反响。如下图电池以S、ZnCuSO4ZnSO4溶液为离子导体，分两步放电，在a极Cu2SCu。以下说法正确的选项是()1molCu2S65gZn放电时，将a极连接在化工厂的金属管道上，可防止管道被腐蚀充电时，SO42-b极移动充电时，a作阳极，CuCu2SCu2+和单质疏【答案】D【解析】A项，锌是活泼金属，结合提示可知，正极SCu2S1molCu2S得4mol电子，同时消耗2molZn，质量是130g，故A错误；B项，放电时，将a极连接在化工厂的金属管道上，金属管道作负极，加速腐蚀，故B错误；CSO42-通过隔膜向a极移动，故C错误；D项，放电时，正极SCu2SCuCu2SCu2+D正确；应选D。9．(2023·河北省秦皇岛市二模)我国科学家研发出一种绿色锌碘二次电池，其工作原理如下图。以下说法正确的选项是()A．放电时，聚烯烃多孔电极上发生复原反响BCl向多孔石墨电极迁移C65g2mol电子D．充电时，阳极的电极反响式为2I-+2e-=I2【答案】CZn-2e-=Zn2+，多孔石墨电I2+2e-=2I-A故AB向聚烯烃多孔电极迁移，故B错误；C项，充电时，聚烯烃多孔电极作阴极，电极反响式为Zn2++2e-=Zn，增加65g锌，转移电子物质的2molC正确；D2I--2e-=I2D错误；应选C。10．(2023·湖北省第七届高三调研模拟)型钠离子电池总反响方程式为Na

TMO+Na C x 2 1-x 充电NaxTMO2+C，其中NaxTMO2充电为含钠过渡金属氧化物其工作原理如下图以下说法正确的选项是( )1Na+1电极方向移动12上电极反响式：(1-x)Na＋+NaxTMO2+(1-x)e－＝NaTMO22时，X为电源的正极21mol11g【答案】B【解析】A11是负极，原电池中阳离子向正极移动，则Na＋向铝2电极方向移动，A错误；B12－铝箱2(x)NaO2x)－＝2B正确；C2时构成电解池，1作阴极，接电源的负极，即X为电源的负极，C错误；D2时构成电解池，阴极电极C+(1-x)Na＋+(1-x)e－＝Na1xC1mol23g，D错误；应选B。－1聚合物)N极为尖晶石钴，M极为碳纳米管上的聚合物 ，电解液为KOH溶液。以下说法中错误的是()放电时，电解质溶液的pH增大放电时，M极的电极反响式为 -2ne-=1mol电子，N0.25molO2参与反响充电时，N极与电源正极相连【答案】C【解析】放电时为原电池，阳离子移向正极、阴离子移向负极，图中K+移向N电极，则N电极为正极，M电极为负极，充电时为电解池。A项，放电时，正极上O2OH-pH增大，故A正确；B项，放电时，M极为负极， 在负极失去电子发生氧化反响生成，电极反响式为 -2ne-= ，故B正确；CN4OH--4e=2H2O+O2↑，则充电时每转移1mol电子，N0.25molO2C错误；D项，充电时，ND正确；应选C。12．(2023·湖南省临澧县高三联考)我国研发的超