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

1．(2024·全國(guó)甲卷)科學(xué)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(shí)間后，MnO2電極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列敘述正確的是()A．充電時(shí)，Zn2＋向陽(yáng)極方向遷移B．充電時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Zn＋2MnO2=ZnMn2O4C．放電時(shí)，正極反應(yīng)有MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－D．放電時(shí)，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(shí)該裝置為電解池，電解池中陽(yáng)離子向陰極遷移，即Zn2＋向陰極方向遷移，A不正確；放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，則充電時(shí)陰極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－=Zn，即充電時(shí)Zn元素化合價(jià)應(yīng)降低，而選項(xiàng)中Zn元素化合價(jià)升高，B不正確；放電時(shí)，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(guó)科技工作者設(shè)計(jì)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(shí)CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設(shè)計(jì)克服了MgCO3導(dǎo)電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時(shí)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，電池總反應(yīng)為2CO2＋Mg=MgC2O4B．充電時(shí)，多孔碳納米管電極與電源正極連接C．充電時(shí)，電子由Mg電極流向陽(yáng)極，Mg2＋向陰極遷移D．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上可轉(zhuǎn)化1molCO2答案：C解析：電極過(guò)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(shí)，Mg電極為陰極，電子從電源負(fù)極經(jīng)外電路流向Mg電極，同時(shí)Mg2＋向陰極遷移，C錯(cuò)誤。3．(2024·浙江6月選考)金屬腐蝕會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)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(duì)海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：下列說(shuō)法正確的是()A．圖1、圖2中，陽(yáng)極材料本身均失去電子B．圖2中，外加電壓偏高時(shí)，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(duì)鋼閘門的防護(hù)效果D．圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，鋼閘門、陽(yáng)極均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)答案：B解析：圖2為外加電流法，陽(yáng)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(duì)抗鋼閘門表面的腐蝕電流即可，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)保護(hù)效果最好；腐蝕電流會(huì)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(duì)鋼閘門的防護(hù)效果，C不正確；圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，說(shuō)明從犧牲陽(yáng)極或外加電源傳遞過(guò)來(lái)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(xué)反應(yīng)，但是犧牲陽(yáng)極和輔助陽(yáng)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)，D不正確。4．(2024·安徽卷)我國(guó)學(xué)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(biāo)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)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(shí)，陰極被還原的Zn2＋主要來(lái)自Zn-TCPPD．放電時(shí)，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(shí)的負(fù)極是鋅，正極是超分子材料；負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，則充電時(shí)，該電極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，被還原的Zn2＋主要來(lái)自電解質(zhì)溶液，C錯(cuò)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(xué)腐蝕，生成[Zn(NH3)4]2＋和H2，下列說(shuō)法不正確的是()A．氨水濃度越大，腐蝕趨勢(shì)越大B．隨著腐蝕的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(shì)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(fù)極，則Fe作正極，正極上水解離出來(lái)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(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式，可得關(guān)系式：H2～Zn，故每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL(0.010mol)H2，消耗0.010molZn，D正確。6．(2023·新課標(biāo)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(shí)，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)V2O5為正極B．放電時(shí)Zn2＋由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2OD．充電陽(yáng)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(shí)Zn為負(fù)極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為xZn＋V2O5＋nH2O=ZnxV2O5·nH2O。充電時(shí)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(diǎn)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)含4n個(gè)Al—Cl鍵B．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)中同時(shí)連接2個(gè)Al原子的Cl原子有(n－1)個(gè)C．充電時(shí)，再生1molAl單質(zhì)至少轉(zhuǎn)移3mol電子D．放電時(shí)間越長(zhǎng)，負(fù)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(shí)鋁失去電子生成鋁離子作負(fù)極，硫單質(zhì)得到電子作正極，充電時(shí)鋁離子在陰極得到電子生成鋁，硫離子在陽(yáng)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(gè)Al—Cl鍵，A正確；由AlnCleq\o\al(－,3n＋1)的結(jié)構(gòu)可知同時(shí)連接2個(gè)Al原子的Cl原子有(n－1)個(gè)，B正確；由總反應(yīng)可知充電時(shí)，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(shí)間越長(zhǎng)，負(fù)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(cuò)誤。8．(2022·廣東高考改編)為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極法對(duì)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(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)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(wú)藍(lán)色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)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(huì)出現(xiàn)白色沉淀，故A不能說(shuō)明鐵片沒有被腐蝕；淀粉碘化鉀溶液可檢測(cè)氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無(wú)氧化性物質(zhì)可與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不能說(shuō)明鐵片沒有被腐蝕；KSCN溶液可檢測(cè)鐵離子的存在，所以無(wú)論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無(wú)紅色出現(xiàn)，故C不能說(shuō)明鐵片沒有被腐蝕；K3[Fe(CN)6]是用于檢測(cè)Fe2＋的試劑，加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明溶液中沒有亞鐵離子，故D能說(shuō)明鐵片沒有被腐蝕。9．(2022·全國(guó)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(lái)，科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)，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(shí)，Li＋從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案：C解析：充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li＋＋e－=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)，則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li＋O2，A正確；充電時(shí)，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(yáng)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(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li＋從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；放電時(shí)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(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號(hào)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①0.1mol/LCuSO4＋少量H2SO4陰極表面有無(wú)色氣體，一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有Fe2＋②0.1mol/LCuSO4＋過(guò)量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無(wú)Fe元素下列說(shuō)法不正確的是()A．①中氣體減少，推測(cè)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(cè)到Fe2＋，推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋CuC．隨陰極析出Cu，推測(cè)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(shí)驗(yàn)②中，陰極析出銅，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋，故溶液中c(Cu2＋)不會(huì)減少，故C錯(cuò)誤。1．(2024·江西省萍鄉(xiāng)市蘆溪中學(xué)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(shí)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(shuō)法不正確的是()A．鐵片腐蝕過(guò)程發(fā)生的總化學(xué)方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3B．液滴之下氧氣含量少，鐵片作負(fù)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(yán)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(shí)間后液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)被腐蝕變暗，實(shí)際上是發(fā)生了吸氧腐蝕，鐵片作負(fù)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(guò)程發(fā)生的總化學(xué)方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3。2．(2024·天津市南開中學(xué)高三統(tǒng)練)南開大學(xué)陳軍院士團(tuán)隊(duì)以KSn合金為負(fù)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(duì)改善環(huán)境和緩解能源問(wèn)題具有巨大潛力。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)，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(shí)，陽(yáng)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(dāng)濃度的KOH溶液代替酯基電解質(zhì)答案：C解析：放電時(shí)，KSn合金作負(fù)極，MWCNTs—COOH作正極，電子沿導(dǎo)線由負(fù)極流向正極，A錯(cuò)誤；未指明氣體所處狀況，無(wú)法根據(jù)體積確定其物質(zhì)的量，B錯(cuò)誤；若用KOH溶液代替酯基電解質(zhì)，則KOH會(huì)與正極上的MWCNTs—COOH發(fā)生反應(yīng)，且水會(huì)與負(fù)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(cuò)誤。3．(2024·貴州高考適應(yīng)性測(cè)試)鈉基海水電池是一種能量密度高、環(huán)境友好的儲(chǔ)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(guò)。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)，a電極發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時(shí)，b電極的電勢(shì)低于a電極C．充電時(shí)，b電極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑D．充電時(shí)，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(shí)，鈉為活潑金屬，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，a為負(fù)極，則b為正極，b電極的電勢(shì)高于a電極，A、B錯(cuò)誤；充電時(shí)，b電極為陽(yáng)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(cuò)誤；充電時(shí)，a為陰極，b為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，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(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))鈉離子電池因原料和性能的優(yōu)勢(shì)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(fù)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(guò)程中，Na＋在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。下列說(shuō)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(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCy－xe－=Cy＋xNa＋C．放電時(shí)，Na＋移向電勢(shì)較高的電極后得到電子發(fā)生還原反應(yīng)D．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽(yáng)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