2021年各地高考化学真题分类汇编：电化学

2021高考化学真题专题电化学一、单选题1（2021•山东高考真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OHO2、N2H4O2、（CH3）2NNH2O2清洁燃料电池，下列说法正确的是A.放电过程中，K+均向负极移动B.放电过程中，KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料，（CH3）2NNH2O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1molO2时，理论上N2H4O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L【答案】C【解析】A.放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；B.根据上述分析可知，N2H4-O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH,所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误；C.理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg,则甲醇、TOC\o"1-5"\h\zmg mgN2H.和（CH3）2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：a。/ ]X6、 x4、24 32 2 32g/mol32g/molmgx16，通过比较可知（CH）NNH理论放电量最大，C正确；\o"CurrentDocument"60g/mol 32 2D.根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1molO2生成的氮气的物质的量为1mol,在标准状况下为22.4L,D错误；故选C。（2021•浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是...

封氧层集流体B集流体封氧层集流体B集流体AA.充电时，集流体A与外接电源的负极相连B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi+C.放电时，电极B为正极，反应可表示为LiCoO+xLi++xe-=LiCoO1-x 2 2D.电池总反应可表示为LixSi+LiixCoO2、充电 ％Si+LiCoO2【答案】B【解析】A.由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A说法正确；B.放电时，外电路通过amol电子时，内电路中有amolLi+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li+,B说法不正确；C放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应可表示为LiCoO+xLi++xe-=LiCoO,1-X 2 2C说法正确；D.电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li+,正极上Lii-xCoO2得到电子和Li+变为LiCoO2，故电池总反应可表示为LixSi+Li-xCoO2充电Si+LiCoO2,D说法正确。综上所述，相关说法不正确的是B,本题选B。（202L全国高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是电源饱和乙二酸溶液双极膜 乙二酸+KBr酸溶液A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用阳极上的反应式为:o0阳极上的反应式为:B.+2H++2gIIII+HOB.C.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移【答案】D【解析】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；B.阳极上为Br-失去电子生成Br2,Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol,1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol,因此制得2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol电子，故C错误；D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。4.(2021•广东高考真题)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是

a.工作时，i室和n室溶液的pH均增大B.生成1molco,1室溶液质量理论上减少16gC.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D.电解总反应：2c02++2H2O通电2Co+O2个+4H+【答案】D【解析】a.由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由I室向n室移动，使n室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B.由分析可知，阴极生成1mol钻，阳极有1mol水放电，则I室溶液质量减少18g,故B错误；C.若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；D.由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O通电2Co+O2f+4I+,故D正确；故选D。5.（2021•广东高考真题）火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子C.C.阳离子由正极移向负极【答案】BD.将电能转化为化学能【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A.放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+,故A错误；B.放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确；C.放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误；D.放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D错误;综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。6.（2021•河北高考真题）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是A.隔膜允许K+通过，不允许O2通过B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C.产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水【答案】D【解析】A.金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K通过，不允许O2通过，故A正确；B.由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故B正确；C.由分析可知，生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1molX71g/mol：1molX32g/mol心2.22：1,故C正确；D.铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2so4，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得失电子数目守恒可知，耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为3.9g39g/moiX18g/mol=1.8g，故D错误;故选D。.（2021•湖南高考真题）锌漠液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能热交换器源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：循环回路循环回路贮液器泵辞电极/沉积行双极性碳和塑料电极 贮液器热交换器源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：循环回路循环回路贮液器泵辞电极/沉积行双极性碳和塑料电极 贮液器隔膜」B4活性电极后〃复合物贮存下列说法错误的是A.放电时，N极为正极.放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C.充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e-=ZnD.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过【答案】B【解析】A.由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；B.由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中溴化锌的浓度维持不变，故3错误；C.由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn,故C正确；D.由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；故选B。（2021•全国高考真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。下列叙述错误的是A.阳极发生将海水中的Cl氧化生成Cl2的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的Mg（OH）2等积垢需要定期清理【答案】D【解析】A.根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2,发生氧化反应，A正确；B.设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；C.因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；D.阴极的电极反应式为：2与0+2已=与1+20及，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg（OH）2等积垢需定期清理，D错误。故选D。（2021•浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下（L为小灯泡，KpK2为开关，a、b为直流电源的两极）。

下列说法不正确的是...下列说法不正确的是...A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形式：化学能一电能B．C．D．断开K1、合上K2,B．C．D．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变放电镍镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2H2OlCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】A.断开K2、合上K1,为放电过程，银镉电池能量转化形式：化学能一电能，A正确；B.断开K1、合上K2,为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-,B正确；C.电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O,则电极A发生还原反应的电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-,此时为充电过程，总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2通电Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH浓度减小，C错误；D.根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,则银镉二次电池总反放电应式为Cd+2NiOOH+2H2O一Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确;答案选C。二、工业流程题(2021•山东高考真题)工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7・2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：

焙烧酸化结晶(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓Na3Cr2焙烧酸化结晶(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓Na3Cr2O7-2H2O(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是___。母液I滤渣滤渣副产品H2SO4h2so4辂铁矿J纯敏冷却结晶SiO去。度cW1SiO去。度cW1.0X10-5mol・L-i时，可认为已除尽。中和时pH的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作单元的名称)过程中除[A1(OH)4]■2.43.04.5 9.310.2pH(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。(4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2cr2O7的总反应方程式通电为：4Na2crO4+4H2O^=2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+O2t。贝UNa2Cr2O7在—(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为___。惰性电极惰性电极Jul■■1^1■i■■I■■■ -■上离子交换膜【答案】增大反应物接触面积，提高化学反应速率 4.54pH<9.3使2crO[+2H+―^Cr2O；+H2O平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率 浸取所得溶液中含有大量Na2sO4・10H2O H2sO4 阳 Na+【解析】⑴焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。⑵中和时调节溶液pH目的是将AlO-、SiO2-转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液23pHN4.5时，A13+除尽，当溶液pH〉9.3时，H2SiO3会再溶解生成SiO2-,因此中和时pH的理论范围为4.5<pH<9.3；将A1元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以CrO2-和27CrO2-存在，溶液中存在平衡：2CrO4-+2H+―^Cr2O2-+H2O，降低溶液pH,平衡正向移动，可提高Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe元素在“浸取”操作中除去，故答案为：4.5<pH<9.3；使2CrO4-+2H+―^Cr2O2-+H2O平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率；浸取。⑶蒸发结晶时，Na2sO4主要以Na2sO4・10H2O存在，Na2s0470H2O的溶解度随温度升高先增大后减小，若蒸发结晶时，过度蒸发将导致所得溶液中含有大量Na2s0470H2O；由上述分析可知，流程中循环利用的物质除Na2Cr2O7外，还有H2sO4,故答案为：所得溶液中含有大量Na2sO4・10H2O；H2sO4。通电(4)由4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+O2t可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H+和O2，阴极上H+得到电子生成H2，由2CrO2-+2H+q^Cr。2-+HO可知，CrO2-在氢离子浓度较大的电极室中制得，即4 2 7 2 2 7Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为提高制备Na2Cr2O7的效率，Na+通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；Na+。三、原理综合题11.(2021•湖南高考真题)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法I：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键N三NH-HN-H键能E/(kJ・mol-i)946436.0390.8一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：⑴反应2NH3(g)QN2(g)+3H2(g)AH=kj.moi-1；(2)已知该反应的AS=198.9J.mol-1.K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？(填标号)A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将OJmolNHs通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

"minV(H2”①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示V(H2”mol-L-1-min-1（用含〈的代数式表示）②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是.（势的曲线是.（用图中a、b、c、d表示），理由是③在该温度下，反应的标准平衡常数K③在该温度下，反应的标准平衡常数K®=。（已知：分压=总压”该组分物质的量分数,Ip。)

(八、

与Ip⑺对于反应Ip。)

(八、

与Ip⑺对于反应dD(g)+eE(g)UgG(g)+hH(g)阴离子交换膜h2KOH溶液（4）电解过程中OH-的移动方向为（填从左往右或从右往左；_,其中p®=100kPa,p、

eGpH、pD、pE为各组分的平衡分压）。方法n：氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

(5)阳极的电极反应式为 KOH溶液KOH溶液0.02【答案】+90.8CD—b1开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小0.48从右往左 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【解析】⑴根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)」N2(g)+3H2(g)，HH=390.8kJ,mol-ix3x2-(946kJ,mol-i