2025高考化学高三化学大二轮专项专题小题各个击破 题型19 有关电化学的综合考查

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有关电化学的综合考查三年高考集训01目录CONTENTS一年模拟特训02

三年高考集训

1．(2024·全国甲卷)科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn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(

)A．充电时，Zn2＋向阳极方向迁移B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－D．放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH解析：充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2＋向阴极方向迁移，A不正确；放电时，负极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确。2．(2024·河北卷)阅读以下材料，完成下题。我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3­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。下列说法错误的是(

)A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4B．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1molCO2解析：充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2＋向阴极迁移，C错误。电极过程电极反应式Mg电极放电Mg－2e－===Mg2＋充电Mg2＋＋2e－===Mg多孔碳纳米管电极放电Mg2＋＋2CO2＋2e－===MgC2O4充电MgC2O4－2e－===Mg2＋＋2CO2↑3．(2024·浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法正确的是(

)A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应解析：图2为外加电流法，阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了反应Fe－2e－===Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和辅助阳极上发生了氧化反应，D不正确。

4．(2024·安徽卷)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Zn­TCPP(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(

)解析：由题图中信息可知，该新型水系锌电池放电时的负极是锌，正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，被还原的Zn2＋主要来自电解质溶液，C错误。解析：Zn比Fe活泼，在氨水中二者可形成原电池，电化学腐蚀的总反应方程式为Zn＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，氨水浓度越大，生成[Zn(NH3)4]2＋的速率越快，腐蚀趋势越大，A正确；总反应方程式中有OH－生成，故溶液的pH变大，B正确；Zn生成[Zn(NH3)4]2＋，发生氧化反应，作负极，则Fe作正极，正极上水解离出来的H＋得电子生成氢气，结合电解液为氨水知Fe电极上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误；根据总反应方程式，可得关系式：H2～Zn，故每生成标准状况下224mL(0.010mol)H2，消耗0.010molZn，D正确。

6．(2023·新课标卷)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，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是(

)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===ZnxV2O5·nH2OD．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O解析：由题中信息可知，该电池放电时Zn为负极、V2O5为正极，电池的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O。充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确。8．(2022·广东高考改编)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(

)A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成解析：氯化钠溶液中有氯离子，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不能说明铁片没有被腐蚀；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，均无氧化性物质可与碘化钾发生反应，故B不能说明铁片没有被腐蚀；KSCN溶液可检测铁离子的存在，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不能说明铁片没有被腐蚀；K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2＋的试剂，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀出现，说明溶液中没有亚铁离子，故D能说明铁片没有被腐蚀。9．(2022·全国乙卷)Li­O2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Li­O2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－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(

)A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2解析：充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋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；由分析可知，放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋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＋O2===Li2O2，正极反应为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D正确。10．(2022·北京高考)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol/LCuSO4＋少量H2SO4阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2＋②0.1mol/LCuSO4＋过量氨水阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素下列说法不正确的是(

)A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍H＋与铁接触B．①中检测到Fe2＋，推测可能发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuC．随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，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缓慢析出，镀层更致密解析：实验②中，阴极析出铜，阳极发生反应Cu－2e－===Cu2＋，故溶液中c(Cu2＋)不会减少，故C错误。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol/LCuSO4＋少量H2SO4阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2＋②0.1mol/LCuSO4＋过量氨水阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素一年模拟特训1．(2024·江西省萍乡市芦溪中学高三一模)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(

)A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe－2e－===Fe2＋C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域解析：NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，液滴边缘是正极区，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－(发生还原反应)，在液滴外沿，由于发生反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3形成了棕色铁锈环(b)，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3。解析：放电时，KSn合金作负极，MWCNTs—COOH作正极，电子沿导线由负极流向正极，A错误；未指明气体所处状况，无法根据体积确定其物质的量，B错误；若用KOH溶液代替酯基电解质，则KOH会与正极上的MWCNTs—COOH发生反应，且水会与负极中K反应，因此不能使用KOH溶液代替酯基电解质，D错误。3．(2024·贵州高考适应性测试)钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如图所示)，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中Cl－的吸附和氧化)，固体电解质只允许Na＋透过。下列说法正确的是(

)A．放电时，a电极发生还原反应B．放电时，b电极的电势低于a电极C．充电时，b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑D．充电时，每转移2mol电子，理论上有2molNa＋由b电极迁移到a电极解析：放电时，钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极，则b为正极，b电极的电势高于a电极，A、B错误；充电时，b电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，C错误；充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极移动，故每转移2mol电子，理论上有2molNa＋由b电极迁移到a电极，D正确。4．(2024·湖南省郴州市高三教学质量监测)钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaxCy(嵌钠硬碳)，正极材料为Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)。在充、放电过程中，Na＋在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法不正确的是(

)A．由于未使用稀缺的锂元素，钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低B．放电时，负极的电极反应式为NaxCy－xe－===Cy＋xNa＋C．放电时，Na＋移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应D．充电时，每转移1mol电子，阳极的质量减少23g解析：由题意知此电池为二次电池，嵌钠硬碳在放电时作负极，充电时作阴极。锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，A正确；负极材料为嵌钠硬碳，相当于Na原子嵌在碳中，则NaxCy中的Na