2021年高考化學(xué)真題和模擬題分類匯編10電化學(xué)含解析

專題10電化學(xué)

2021年化學(xué)高考題

一、單選題

1.（2021?山東高考真題）以K0H溶液為離子導(dǎo)體,分別組成CHsOH—O2,N2H—02,（CH3）2NNH2—02

清潔燃料電池，下列說法正確的是

A.放電過程中，I均向負(fù)極移動

B.放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小

C.消耗等質(zhì)量燃料，（CH3）2NNH2—。2燃料電池的理論放電量最大

D.消耗ImolOz時，理論上N2H燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為IL2L

【KS5U答案】C

【分析】

堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2CHQH+3（）2+4K0H=2K2C03+6H20；N2H「O?清潔燃料電池總

反應(yīng)為：N2H.+02=N2+2H20;偏二甲期（C&bNNHj中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為

+1價，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為：

（CH;t）2NNIl2+402+4K0H=2K2C0；!+N2+6Il20,據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。

[KS5U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，A錯誤；

B.根據(jù)上述分析可知，N2HL0?清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮氣和水，其總反應(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,則甲醇、NM

和放電量（物質(zhì)的量表達(dá)式）分別是：一產(chǎn),x6、-x4、&X16,

32g/mol32g/mol60g/mol

通過比較可知（CHJ2NNH2理論放電量最大，C正確；

D.根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗ImolOz生成的氮氣的物質(zhì)的量為Imol,在標(biāo)準(zhǔn)

狀況下為22.4L,D錯誤;

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

法不正確的是

A.充電時，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

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

C.放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li7coOz+xLf+xeWLiCoO?

D.電池總反應(yīng)可表示為LixXSi+Li.LxXCo()42、允裝1口、Si+LiCoO?C

【KS5U答案】B

【分析】

由題中信息可知，該電池充電時Li，得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時作陰

極，故其在放電時作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。

【KS5U解析】

A.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源

的負(fù)極相連，A說法正確；

B.放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amol通過LiPON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，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，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li，，正極上Li-CoO?得到電子和

充電

Li,變?yōu)長iCoOz，故電池總反應(yīng)可表示為—Si+LziCoO,=Si+LiC。。,，I)說法正確。

放電

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H2。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

OoH

IIII2石

鉛

H0—C—C—HO

墨

電（乙醛酸）I

電

極H

—極

+

o0O

IIII?H

H0—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

oOoo

H

=Hnn

B.陽極上的反應(yīng)式為：cCee+H20

H0-

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

【KS5U答案】D

【分析】

該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極,

陽極上Br被氧化為Bn,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H'在直流電場作用下移

向陰極，0H一移向陽極。

[KS5U解析】

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

Bn為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；

B.陽極上為Br失去電子生成Bn,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；

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2m。1,Imol乙

二醛生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,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，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯誤；

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，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

I室n室in室

A.工作時，I室和II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

2++

D.電解總反應(yīng)：2Co+2H2O—2Co+O,T+4H

【KS5U答案】D

【分析】

由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和

氫離子，電極反應(yīng)式為2HQ-4et+4H*,I室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成

的氫離子通過陽離子交換膜由【室向II室移動，鉆電極為陰極，鉆離子在陰極得到電子發(fā)生

還原反應(yīng)生成鉆，電極反應(yīng)式為Co"+2e=Co,IH室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離

子過陰離子交換膜由in室向II室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2C/+2H2。通電2Co

+02t+4H\

（KS5U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1室向II室移動，使II室中氫離子濃

度增大，溶液pH減小，故A錯誤；

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

誤；

C.若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(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)會發(fā)生變化，故C錯誤；

D.由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2C/+子2。通電2C。+02t+4H*,故D正確；

故選Do

5.（2021?廣東高考真題）火星大氣中含有大量CO?,一種有CO2參加反應(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

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO?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

【KS5U答案】B

[KS5U解析】

根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3C02=2Na2C03+C,

A.放電時負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na',故A錯誤；

B.放電時正極為CO,得到電子生成C,故B正確；

C.放電時陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯誤；

D.放電時裝置為原電池，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錯誤；

綜上所述，符合題意的為B項，故答案為B。

6.（2021?河北高考真題）K—02電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。

關(guān)于該電池，下列說法錯誤的是

有機電解質(zhì)1有機電解質(zhì)2

A.隔膜允許K,通過，不允許通過

B.放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時，生成KO?的質(zhì)量與消耗Oz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，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【KS5U答案】D

【分析】

由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式

為K—e=K'b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化

鉀；據(jù)以上分析解答。

[KS5U解析】

A.金屬性強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，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，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，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolX71g/mol：

lmolX32g/mol?2.22：1,故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時的總反應(yīng)方程式為2PbS0,+2H#=Pb()2+Pb+2H2S04,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，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為

3.9s

ZT-；----7X18g/mol=l.8g,故D錯誤；

39g/mol

故選D。

7.(2021?湖南高考真題)鋅澳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

下列說法錯誤的是

A.放電時，N極為正極

B.放電時，左側(cè)貯液器中ZnBq的濃度不斷減小

C.充電時，M極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

【KS5U答案】B

【分析】

由圖可知，放電時，N電極為電池的正極，溟在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成漠離子，電

極反應(yīng)式為Bm+2e-=2Br，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式

為Zn—2e-=Zn,正極放電生成的濱離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時鋅離子通過交換膜進(jìn)

入右側(cè)，維持兩側(cè)溪化鋅溶液的濃度保持不變；充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電

解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極。

[KS5U解析】

A.由分析可知，放電時，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，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溟化鋅的濃度維持不變，故B錯

誤；

C.由分析可知，充電時，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Zrf+Ze'Zn,故C正確；

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

度保持不變，故D正確；

故選Bo

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

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

A.陽極發(fā)生將海水中的C1氧化生成Cl?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

【KS5U答案】D

【分析】

海水中除了水，還含有大量的Na'、Cl、Mg"等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性

電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的C1會優(yōu)先失電子生成CL,陰極區(qū)乩0優(yōu)先得電子生成H?和

0H,結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答。

【KS5U解析】

A.根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的會優(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Ck與陰極區(qū)生成的0H在管道中會

發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和HQ,其中NaClO具有強氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正

確；

C.因為Hz是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H?需及時通風(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：2Hz0+2et+2011,會使海水中的Mg?.沉淀積垢，所以陰極表面會

形成Mg(0H)2等積垢需定期清理，D錯誤。

故選Do

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，及、

及為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。

下列說法不亞建的是

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

B.斷開氏、合上K”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K0H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

笳電

【KS5U答案】C

【分析】

根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成Cd(OH)2,負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e+2OH-=Cd(0H)2,電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正

極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(0H)2,正極反應(yīng)式為

2Ni00II+2e+2H20=2Ni(0H)2+20H,放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2Ha=Cd(0H)2+2Ni(0H)”據(jù)此分

析作答。

[KS5U解析】

A.斷開L、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.斷開瓦、合上心，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(0H”+2e-=Cd+20H,B正確；

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(0H)2-2e+20H=2NiOOH+2H2。，則電極A發(fā)生還原

反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(0H)2+2e=Cd+20H,此時為充電過程，總反應(yīng)為

Cd(0H)2+2Ni(0H)2—Cd+2NiOOH+2H3O,溶液中KOH濃度減小，C錯誤;

D.根據(jù)分析，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2I12O=Cd(O【I)2+2Ni(OH)2,則銀鎘二次電池總反應(yīng)式

放電

為Cd+2Ni00H+2H20=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)上以格鐵礦(FeCmO,,含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料

制備紅研鈉(NazCnCVZHzO)的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}:

母液

冷卻

結(jié)晶

濾渣濾渣副產(chǎn)品Na2Cr2O7-2H2O

(1)焙燒的目的是將FeCnO,轉(zhuǎn)化為Na￡rO,并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時氣

體與礦料逆流而行，目的是—o

(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pH的理論范圍為_；酸化的目的是_；Fe元素在_(填操作單元的名稱)過程中除

去。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶時，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致冷卻結(jié)晶所得母液中，除NazCnO,外，可在上述流程中

循環(huán)利用的物質(zhì)還有—。

(4)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以NazCrO,為主要原料制備NazCoO7的總反應(yīng)方程式為：

通電

4Na2Cr04+4H20^=2Na2Cr207+4Na0H+2H21+021?貝！INazCnO?在—(填"陰''或"陽”)極室

【KS5U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

200『+211+=±020；+凡。平衡正向移動，提高岫￡1'。的產(chǎn)率浸取所得溶

液中含有大量Na2solrOHaH2sol陽Na+

【分析】

以銘鐵礦(FeCrQ”含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅磯鈉(Na￡rO?2HQ)過程中，

向鋁鐵礦中加入純堿和6進(jìn)行焙燒，F(xiàn)eCnO,轉(zhuǎn)化為NazCrO”Fe(H)被6氧化成FeG,Al、Si

氧化物轉(zhuǎn)化為NaAlOz、Na2SiO：i,加入水進(jìn)行“浸取”，F(xiàn)eQs不溶于水，過濾后向溶液中加入

略0,調(diào)節(jié)溶液pH使A1O；、SiO：轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，再向濾液中加入減0”將gCrO,轉(zhuǎn)

化為NazCnO”將溶液烝發(fā)結(jié)晶將Na2soi除去，所得溶液冷卻結(jié)晶得到NazCnO/ZH：；。晶體，母

液中還含有大量IbSO,。據(jù)此解答。

[KS5U解析】

(1)焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是利用熱量使向上流動，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)中和時調(diào)節(jié)溶液pH目的是將A1O；、SiO：轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，由圖可知，當(dāng)溶液pH24.5

時，A1"除盡，當(dāng)溶液pH>9.3時，HzSiOs會再溶解生成SiO7，因此中和時pH的理論范圍為

4.5WpH<9.3；將Al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：2CrOr+2H^=±Cr2O^+H2O,降低溶液pH,平衡正向移動，可提

高NazCrQ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2CrOj+2H^^Cr2O^+H2O平衡正向移動，提高Na￡rO的產(chǎn)率;

浸取。

⑶蒸發(fā)結(jié)晶時，NafO,主要以NazSOjlOHa存在，Na2S0,?10H20的溶解度隨溫度升高先增大后

減小，若蒸發(fā)結(jié)晶時，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致所得溶液中含有大量NazSOjlOH。由上述分析可知，

流程中循環(huán)利用的物質(zhì)除Na￡r。外，還有HzSO,,故答案為:所得溶液中含有大量Na2S0,-10H20；

H2SO.?

通電

(4)由4Na2Cr0l+41L0------2Na2Cr207+4Na0H+2H2t+02t可知，電解過程中實質(zhì)是電解水，

陽極上水失去電子生成M和“，陰極上1「得到電子生成由

2CrO；+2H+一±Cr2O；-+H2O可知，Cr?。：在氫離子濃度較大的電極室中制得，即

Na￡rO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Na￡rO的效率，Na卡通過離子交換膜移向陰極，故答案為：陽；NaO

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)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲

運，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?molT)946436.0390.8

一定溫度下，利用催化劑將NHa分解為N?和H??；卮鹣铝袉栴}:

⑴反應(yīng)2NH式g)UN2(g)+3H2(g)AH=kJmor1;

(2)已知該反應(yīng)的△S=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'CB.125℃C.225cD.325c

(3)某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實驗探究。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)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如

S

。

。

一

、

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

V(H2)=moLLT.minT(用含。的代數(shù)式表示)

②與時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N?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)K?=o(已知：分壓=總壓X該組分物質(zhì)的量分

(、g/、h

PG.PH

00

數(shù)，對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g),K?=〈了)〃令,其中p&=100kPa,

Pc、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H

交2

NH3換

膜

KOH溶液KOH溶液

(4)電解過程中OFT的移動方向為(填“從左往右”或“從右往左”)；

(5)陽極的電極反應(yīng)式為o

KOH溶液KOH溶液

0.02

【KS5U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，電分壓比原來2倍

要小0.48從右往左2NH「6e+60H=N2+6H20

[KS5U解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NH3(g)BN2(g)+3HMg),

?^390.8kJ-mol_1x3x2-(946kJ-mol-l+436.OkJ-mol1x3)=+90.8k「mol故答案為：

+90.8；

(2)若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則需?止T?S<0,T>也90.8xl03J/mol

即溫度應(yīng)高于

?S198.9J/(mol-K)，水

(456.5-273)^=183.5℃,CD符合,故答案為：CD；

(3)①設(shè)匕時達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化的NL的物質(zhì)的量為2x,列出三段式：

2NH3(g)^N2(g)+3H2(g)

起始/mol0.100

轉(zhuǎn)化/mol2xx3x

平衡/mol0.1-2xx3尤

根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，0-1=200——，解得

0.1+2%120+120+40

0.02x3mol0.020.02

x=0.02mol,B(H)=——二mobL''min故答案為：；

23Lxt,t,t.

②t2時將容器體積壓縮到原來的一半，開始此分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向

移動，Nz分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，總分壓變?yōu)樵?/p>

來的2倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，Nz分壓比原來2倍要小；

③由圖可知，平衡時，N%、n、上的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa,反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平

衡常數(shù)吟詈力28

故答案為：0.48：

(4)由圖可知，通N%的一極氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電

極為陰極，電解過程中0H移向陽極，則從右往左移動，故答案為：從右往左；

(5)陽極N%失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成甌結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NHs-6e+60斤=弗+6上0,

故答案為：2NH：「6e+6011=N2+6H20o

2021年化學(xué)高考模擬題

1.(2021?九龍坡區(qū)?重慶市育才中學(xué)高三三模)空氣污染物N0通常用含Ce什的溶液吸收,

生成HNOz、NO；,再利用電解法將上述吸收液中的HNOz轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時生成Ce4+,其

原理如圖所示。下列說法正確的是

質(zhì)子交換膜

A.『由右室進(jìn)入左室

B.Ce,+從電解槽的c口流出，且可循環(huán)使用

C.若用甲烷燃料電池作為電源，當(dāng)消耗33.6L甲烷時，理論上可轉(zhuǎn)化2moiHNOz

D.陰極的電極反應(yīng)式：2HN02+6H++6e-=Nzt+4H2。

【KS5U答案】D

【分析】

空氣污染物NO通常用含Ce”的溶液吸收，生成HNOz、NO；,再利用電解法將上述吸收液中的

HNO?轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時生成Ce",電解過程中鈉離子在陽極失電子被氧化生成Ce",HN02

在陰極得到電子變化為氮氣，據(jù)此分析解答。

[KS5U解析】

A.電解池中陽離子移向陰極，質(zhì)子交換膜是允許氫離子通過，H*由左室進(jìn)入右室，故A錯誤;

B.電解過程中鈾離子在陽極失電子被氧化生成Ce”,Ce‘?從電解槽的a口流出，且可循環(huán)使用,

故B錯誤；

C.甲烷燃料電池中，在堿性溶液中，甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為Cll,-8e+100U—CO；'+7IL0,

故每有Imol甲烷反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子8mol,陰極的電極反應(yīng)式：2HNC)2+6H'+6e—N2t+4HQ,3cHi?

33.6L

8HN6?24e,當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L甲烷時,其物質(zhì)的量=五罰5m。]，理論上可

轉(zhuǎn)化HN024mo1,故C錯誤；

D.HN02在陰極上得到電子還原為氮氣，電極反應(yīng)式為2HN0z+6H,+6e-Mt+4H2。，故D正確；

故選Do

2.(2021?南岸區(qū)?重慶第二外國語學(xué)校高三三模)在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生

銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象。可以通過下列裝置所示實驗進(jìn)行探究。下

列說法正確的是

A.按圖I裝置實驗，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，采用下列方法：用酒精燈加熱左邊

的具支試管

B.圖ID裝置的總反應(yīng)為4A1+302+6HZ0=4A1(0H)3,生成的Al(0H)3進(jìn)一步脫水形成白斑

c.圖n是圖I所示裝置的原理示意圖，圖II的正極材料是鐵

D.鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖HI裝置進(jìn)行探究，由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并在

鋁箔上發(fā)生電極反應(yīng)：2C「-2e-=C121

【KS5U答案】B

[KS5U解析】

A.具支試管內(nèi)氣體受熱壓強增大，部分氣體溢出，冷卻后，氣體壓強減小，不能更快更清晰

地觀察到液柱上升，A錯誤；

B.正極與負(fù)極反應(yīng)式相加得到圖HI裝置的總反應(yīng)為4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3,生成的Al(0H)3

進(jìn)一步脫水形成白斑，B正確；

C.負(fù)極材料為鐵，正極為碳棒，C錯誤；

3

D.鋁箔為負(fù)極，反應(yīng)式為：4Al-12e=4A1\碳棒為正極，反應(yīng)式為：302+12e+6H20=120H,D

錯誤；

答案選及

3.(2021?重慶市第十一中學(xué)校高三二模)我國科學(xué)家研發(fā)了一種K-C02二次電池，電池總反

放電

應(yīng)為：4KSn+3C022K2C03+C+4Sn?下列說法錯誤的是

充電

A.充電時，a電極為陰極

B.充電時，電路中每轉(zhuǎn)移1mole',b電極質(zhì)量減少12g

C.放電時，電子由a極經(jīng)過外電路流向b極

D.放電時，a電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSn-e-=K++Sn

【KS5U答案】B

【分析】

根據(jù)電池總反應(yīng)可知放電時K被氧化，CO,被還原，所以放電時K為負(fù)極，反應(yīng)式為KSn-e=K

++Sn,b為正極吸收CO?,反應(yīng)式為3co?+4e=2C0；+C；充電時a為陰極，b為陽極釋放CO?,

據(jù)此分析解答。

【KS5U解析】

A.充電時，K'移向a極，則a電極為陰極，故A正確；

B.充電時，b為陽極，電極反應(yīng)式為：C+2C0；-4e=3C02,每轉(zhuǎn)移4moie,b電極消耗12gC,

則轉(zhuǎn)移1mole,b電極質(zhì)量減少3g,故B錯誤;

C.放電時，a為負(fù)極，b為正極，電子由負(fù)極流向正極，則電子由a極經(jīng)過外電路流向b極,

故C正確；

D.放電時K被氧化，a為負(fù)極，電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSn-e=K++Sn,故D正確；

故選：B。

4.（2021?青海西寧市?高三二模）一種電池裝置如圖所示，它能溶解輝銅礦石（主要成分是

Cu￡）制得硫酸銅。下列說法正確的是

M

細(xì)菌

碳棒

輝銅礦石

CuSO」溶液FeJSOJ溶液

X交換膜

A.M極為正極

B.X交換膜為陽離子交換膜

2t+

C.M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S-10e+4H20=2Cu+8H+SO：

D.外電路上每通過2moi電子，左室溶液增重32g

【KS5U答案】C

【KS5U解析】

A.電池工作時，M極：Cu2S-CuSO?失電子為負(fù)極，則N極為正極，A項錯誤；B.M極上的電

2

極反應(yīng)式為Cu2S-10e+41L0=2Cu+81f+SO^,因為M極產(chǎn)生的Cu*與SO：的物質(zhì)的量比為2：

1,故右室中S0：需通過X交換膜進(jìn)人左室，則X交換膜是陰離子交換膜，B項錯誤；

C.M極上的電極反應(yīng)式為CuzS-10e+4H20=2Cu2'+8l『+SO：,C項正確；

D.因為外電路上每通過2mol電子，左室溶液中除了有0.2molCu2s溶解，還有右室中的

SO；通過X交換膜進(jìn)入左室，故增重超過32g,D項錯誤；

答案選C,

5.（2021?青海高三三模）生物電化學(xué)系統(tǒng)還原CO?是另一種產(chǎn)生甲烷的方法，裝置如圖所示,

下列說法正確的是

B.此交換膜為陰離子交換膜

C.電極A中消耗1molCM。。-時，產(chǎn)生8molH+

D.電極B電極反應(yīng)式為：C02+8H++8e=CH4+2H2。

【KS5U答案】D

【分析】

電極A為陽極，電極方程式；CHsCOO+2H20-8e=2C02+7H；電極B為陰極，電極B電極反應(yīng)式為:

C0z+8H++8e=CHi+2H由此解答。

[KS5U解析】

A.二氧化碳中碳化合價降低變?yōu)榧淄?，在電解池陰極上發(fā)生反應(yīng)，電極B為陰極，電極A

為陽極，故A錯誤：

B.電極A上產(chǎn)生的氫離子向電極B移動，此交換膜為陽離子交換膜，故B錯誤；

+

C.由電極方程式：CH3COO+2HQ-8e=2CO2+7H',電極A中消耗1molCH:）COO時，產(chǎn)生7molH,

故C錯誤：

D.碳由+4價降為-4價，電極B電極反應(yīng)式為：C02+8H++8e=CH,+2H20,故D正確；

故選D。

6.（2021?安徽高三一模）普通電解水制氫氣和氧氣的缺點是溫度高，能耗大。缽一釵液流

電池在充電狀態(tài)下產(chǎn)生的Ce"和片離子可在低溫催化條件下用于制備氫氣和氧氣，該裝置示

意圖如圖。下列說法錯誤的是

A.在催化劑作用下有利于降低分解水制氫的能耗

B.缽一帆液流電池在充電狀態(tài)下總反應(yīng)為：Ce"+V"通電Ce"+H

C.工作時，IT通過質(zhì)子交換膜由a往b移動

4RUO3t

D.制氧氣的離子方程式為：4CeM0H-24Ce+0,f+2H20

【KS5U答案】D

【KS5U解析】

A.催化劑能夠改變反應(yīng)途徑降低反應(yīng)的活化能，因而能夠降低分解水制氫能耗，A正確；

B.由題干可知：充電狀態(tài)下可產(chǎn)生Ce"、V2',因而根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可

得反應(yīng)方程式為：Ce*通電Ce"+V。B正確；

C.由圖可知：在裝置的右側(cè)產(chǎn)生Hz,因此H'會通過離子交換膜由a往b移動，C正確；

D.裝置中含有質(zhì)子交換膜，因此有H，參加反應(yīng)，制備Oz的反應(yīng)方程式中不能有OH,D錯誤；

故合理選項是D。

7.（2021?浙江高三其他模擬）利用如圖所示裝置可以除去尾氣中的H￡,其中電化學(xué)膜的主

要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是

尾氣|帥氣

-*1HlstH},-------

a

「電化學(xué)膜I就

電化學(xué)膜IS1

_________b____________

N：,Ni、與

IS,

A.經(jīng)過處理所得的凈化氣可以直接排放

B.a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.b電極通入N2的目的是將生成的S2從電極表面及時帶出

D.由凈化氣中CO,含量明顯增加可知，尾氣處理過程中電化學(xué)膜有損耗，需定期更換

【KS5U答案】A

[KS5U解析】

A.根據(jù)圖示可知：在a電極上H*得到電子變?yōu)楸?，隨凈化后的空氣逸出，由于是可燃性

氣體，直接排放可能會造成爆炸等事故的發(fā)生，因此要經(jīng)處理后再排放，A錯誤；

B.在a電極上H2s得到電子被還原為乩，所以a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；

C.b電極為陽極，S?失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)?,通入N2的目的是將生成的為從電極表面

及時帶出，防止其在電極上附著，C正確；

D.凈化氣中C0,含量明顯增加，不是電化學(xué)膜中的碳被氧化，而是H2s是酸性氣體，與電化學(xué)

膜中的碳酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生的，因此電化學(xué)膜有損耗，需定期更換，D正確;

故合理選項是A。

8.（2021?江西撫州市?臨川一中）濃度差電池是指電池內(nèi)物質(zhì)變化僅是由一物質(zhì)由高濃度

變成低濃度且過程伴隨著吉布斯自由能轉(zhuǎn)變成電能的一類電池。如圖所示的濃度差電池示意

圖，下列有關(guān)說法正確的是

0

Cu-

1mol/L0.2mol/L

CUSO4溶液CuSC),溶液

A.a極為原電池的負(fù)極

B.c為Cu"交換膜

C.電流計為0時，兩極的CuSO,濃度相等

D.轉(zhuǎn)移lmol電子時，右池增重48g

【KS5U答案】C

【分析】

左側(cè)硫酸銅溶液濃度大，所以左側(cè)發(fā)生Cd+2e=Cu,發(fā)生還原反應(yīng)為正極，右側(cè)硫酸銅溶液

濃度小，所以右側(cè)發(fā)生Cu-2e=Cu。發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極。

【KS5U解析】

A.根據(jù)分析可知a極為原電池正極，A錯誤；

B.左側(cè)消耗Cu*右側(cè)生成Cu",為了平衡電荷，左側(cè)的SO；需遷移到右側(cè)，所以c為陰離

子交換膜，B錯誤；

C.根據(jù)濃度差電池的定義可知當(dāng)兩室硫酸銅溶液濃度相等時，將不再產(chǎn)生電流，C正確；

D.轉(zhuǎn)移lmol電子時，右池生成0.50101市’，左側(cè)遷移到右側(cè)0.5molSO：,所以右池增重即

0.5molCuS0i的質(zhì)量，為0.5molX160g/mol=80g,D錯誤;

綜上所述答案為C。

9.（2021*安徽安慶一中高三三模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時

間乙池內(nèi)，D中進(jìn)入lOmol混合氣體其中苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），C出來

的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體（不含即該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài)），下

列說法不正確的是

多孔性

惰性電極\/惰性電極

.一

-

c6TE

H2O

D_O'

含金屬催化劑的多孔電極高分子電解質(zhì)膜（只允許H+通過）

甲池乙池

A.甲池中A處通入O2,E處有&放出，且體積一樣（標(biāo)況下測定）

B.甲池中H*由G極移向F極，乙池中H,由多孔惰性電極移向惰性電極

C.乙池中惰性電極上發(fā)生:+6H++6e-=0

D.導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子

【KS5U答案】D

【分析】

由題意和圖示，甲為氫氧燃料電池，乙為電解質(zhì)，根據(jù)乙池中，惰性電極處苯被還原為環(huán)己

烷，故惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，多孔性惰性電極為陽極，則G電極與陰極相連，為原

電池負(fù)極，F(xiàn)為正極，故甲池中F為正極，A處通入氧氣，G為負(fù)極，B處通入氫氣。

[KS5U解析】

A.由分析，A處通入0”E處為電解池陽極產(chǎn)物，陽極是水放電生成氫氣和H',由于電子轉(zhuǎn)

移守恒，故兩處的氧氣的物質(zhì)的量相同，體積相同，A正確；

B.原電池中陽離子向正極移動，F(xiàn)極為正極，故甲池中H*由G極移向F極，電解池中，陽離

子向陰極移動，惰性電極為陰極，故乙池中H*由多孔惰性電極移向惰性電極，B正確；

@+6H++6e=0

C.乙池中，惰性電極處苯得到電子，被還原為環(huán)己烷，電極方程式為:

C正確;

D.lOmol含20%苯的混合氣體，經(jīng)過電解生成lOmol含苯10%的混合氣體，則被還原分苯的物

質(zhì)的量為lOmolx（20%-10%）=lmol,由電極方程式得轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol,I）錯誤：

故選Do

10.（2021?河南新鄉(xiāng)市?新鄉(xiāng)縣一中高三其他模擬）某課外小組同學(xué)為探究氨氮廢水的處理

方法，以O(shè).OOSmol/MNHjzSO,溶液模擬氨氮廢水，設(shè)計了以下實驗

實驗步驟實驗現(xiàn)象

一段時間后，檢測陽極附近溶液

1.如圖裝置進(jìn)行電解

中氨氮濃度并未顯著變化

II陽極產(chǎn)生使?jié)駶櫽猩紬l褪色的

12.在氨氮廢水中加入NaCl溶液，

酸化的氨氮廢水氣體，一段時間后，氨氮檢測濃

進(jìn)行電解

度明顯降低

有關(guān)敘述正確的是

A.實驗1由于氨氮濃度未顯著變化，裝置未發(fā)生電解反應(yīng)

B.實驗2中的氨氮濃度降低是由于生成的氯氣氧化了NH：

C.氨氮濃度降低時溶液酸性減弱

D.濕潤有色布條褪色是由于Cb的漂白性

【KS5U答案】B

【KS5U解析】

A.實驗1雖然氨氮濃度未顯著變化，但有電解質(zhì)溶液，所以電解了水，A錯誤；

B.實驗2陽極產(chǎn)生使有色布條褪色的氣體，為氯氣，同時測得氨氮濃度降低，說明氯氣和NH：

發(fā)生了反應(yīng)，B正確；

C.電解生成氯氣的同時陰極力放電，而氯氣與NH；反應(yīng)生成H，,2NH；+3C12=NZ+6C1+8H',消

耗3moi氯氣，生成8moi氫離子，而生成3moi氯氣的同時有3moi氫氣生成，即同時消耗了

6molir,最終還能剩余2moi氫離子，溶液酸性增強，C錯誤；

D.濕潤有