2025年高中化学高考考前冲刺-考前13天《新型化学电源与电解池》测试含答案解析

考前13天新型化学电源与电解池考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题年份试卷考点2024安徽卷原电池的判断、电极方程式的书写、原电池的计算2024河北卷原电池的判断、电解池的判断、电极方程式的书写、原电池的计算2024湖北卷电解池的判断、电极方程式的书写、电解池的计算2024甲卷电解池工作原理、电极方程式的书写、原电池的计算2024辽宁卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2024山东卷电解池的判断、电极方程式的书写、电解池的计算2024新课标卷原电池工作原理、电极方程式的书写、原电池的计算2024浙江卷电解池的判断、电极方程式的书写、电解池的计算2024江苏卷原电池的判断、电极方程式的书写、原电池的计算2024北京卷原电池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写2024广东卷电极方程式的书写、电解池的计算2024甘肃卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2024湖南卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2024浙江卷金属腐蚀与防腐2024重庆卷电解池的判断、电解池工作原理、电极方程式的书写2024海南卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2024贵州卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2024广西卷电解池电极方程式的书写、原电池的计算2024福建卷电解池工作原理、原电池电极方程式、电解池的计算2023甲卷电解池的判断、电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2023新课标卷原电池的判断、原电池工作原理、电解池电极方程式的书写2023乙卷原电池工作原理、电极方程式的书写、电解池工作原理2023湖北卷电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2023海南卷原电池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写、原电池的计算2023广东卷原电池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写、原电池的计算2023湖北卷电解池的判断、电极方程式的书写、离子交换膜、电解池补水的速率2023浙江卷电解池的判断、电解池工作原理、电极方程式的书写2023辽宁卷电解池的判断、电解池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2023山东卷原电池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写2022广东卷电解池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2022海南卷电解池的判断、电解池工作原理、电极方程式的书写2022湖北卷电解池的工作原理、电极方程式的书写、电解池的计算2022湖南卷原电池的判断、原电池工作原理、电极方程式的书写2022浙江卷电解池的判断、电解池的工作原理、电极方程式的书写2025年高考电化学的考查会紧密联系生活、生产实际和科技前沿，创设新颖的情境，注重考查考生对电化学基本概念、原理的理解和应用能力，以及获取信息、分析问题和解决问题的能力。同时，也会加强对不同知识间相互渗透与融合的考查，如将电化学与氧化还原反应、离子反应、化学平衡等知识相结合。通常以复杂、陌生、新颖的研究对象作为知识的载体，考查化学电源正、负极及电极反应式，电池充、放电原理及离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，根据原电池的总反应式或电极反应式，进行有关电子转移数目、反应物或生成物的量、电池效率等方面的计算。电解池主要考查阴、阳极及电极反应式的正误的判断，离子的移动方向，溶液pH的变化，电解产物的判断及电解的应用与计算等。根据离子交换膜的性质和电化学装置的工作原理，进行有关离子迁移量、物质的量浓度变化等方面的计算和分析。以实际生活中的金属防护措施为背景，如钢铁的涂漆、镀锌、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法等，考查考生对金属防护原理的理解和应用。1．“三步”突破原电池电极反应式的书写第一步：分析氧化还原反应根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正、负极反应物质及得失电子数目。第二步：注意电解质溶液环境分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式。第三步：合并正、负电极反应调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。2．二次电池思维模型3．析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性正极反应2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－负极反应Fe－2e－=Fe2＋其他反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈【方法技巧】新型化学电源的解题步骤(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。(4)电极反应→总反应方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。4．明确电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸中)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水中)。(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－>含氧酸根离子。(3)活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物需要根据题目中的信息确定。5．离子交换膜的原理及作用分析6．电解问题的解答步骤(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。(2)再分析电解质的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。(3)然后排出阴、阳两极离子的放电顺序。电解池阴、阳两极的放电顺序7．电解计算解题“三方法”(1)根据得失电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。例如，以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有概括电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。-.典例1【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(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键B.电池总反应为：C.充电时，阴极被还原的主要来自D.放电时，消耗，理论上转移电子【答案】C【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确；由以上分析可知，该电池总反应为，B正确；充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65gZn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02mol电子，D正确；故选C。典例2【2024·湖北卷】我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡。电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是A.电解一段时间后阳极区减小B.理论上生成双极膜中有解离C.阳极总反应式D.阴极区存在反应【答案】B【解析】在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O-：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O，Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-=HCOO-+H∙，H∙结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3→HOOC—CH=N—OH+H2O+H+，HOOC—CH=N—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH=N—OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，故电解一段时间后阳极区c(OH-)减小，A项正确；根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO—N+H3+6e-+6H+=H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，故理论上生成1molH3N+CH2COOH双极膜中有6molH2O解离，B项错误；根据分析，结合装置图，阳极总反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O，C项正确；根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O，D项正确；答案选B。典例3【2024·甲卷】科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是A.充电时，向阳极方向迁移B.充电时，会发生反应C.放电时，正极反应有D.放电时，电极质量减少，电极生成了【答案】C【解析】Zn具有比较强的还原性，具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以电极为正极，Zn电极为负极，则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。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，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；放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，C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，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。典例4【2024·山东卷】以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是A.电极a连接电源负极B.加入Y的目的是补充C.电解总反应式为D.催化阶段反应产物物质的量之比【答案】B【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确；催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2)∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确；答案选B。典例5【2024·广东卷】一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是A.阳极反应：B.阴极区溶液中浓度逐渐升高C.理论上每消耗，阳极室溶液减少213gD.理论上每消耗，阴极室物质最多增加138g【答案】C【解析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，放电产生氯气，电极反应为：；左侧电极为阴极，发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应为：；中间为阳离子交换膜，由阳极向阴极移动。由分析可知，阳极反应为：，A正确；由分析可知，阴极反应为：，消耗水产生，阴极区溶液中浓度逐渐升高，B正确；由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，产生3mol，同时有6mol由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少，C错误；由分析可知，理论上每消耗，转移6mol电子，有6mol由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加，D正确；故选C。【名校预测·第一题】（2025·浙江金华二模）已知：将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，如下装置可实现污染治理和、的综合利用。下列说法不正确的是A．装置①实现了化学能转化为电能B．电极2发生的反应为：C．反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低D．治理过程中参与反应的、物质的量之比为1：1【名校预测·第二题】（2025·重庆二模）浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，当两极室离子浓度相等时放电完成。某浓差电池的工作原理如图所示(两室溶液的体积一直均为)。下列说法正确的是A．电极Ⅱ的电势高于电极IB．电子从电极I流出经用电器流入电极ⅡC．电极I的电极反应式为：D．放电结束后，左右两室溶液质量变化量相等【名校预测·第三题】（2025·北京东城一模）一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示，在薄膜侧通入空气，侧通入氢气，充分反应后在侧得到高浓度的。下列分析正确的是A．a侧CO2在薄膜表面发生还原反应B．电子和在薄膜中移动方向相同C．理论上b侧每消耗同时生成D．总反应中元素的化合价均未发生变化【名校预测·第四题】（2025·天津一模）液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，总反应为：。下列说法正确的是A．充电时阴极的电极反应式：B．充电时电极a连外接电源的负极C．放电时，每消耗6.5gZn电路中转移电子数为D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大【名校预测·第五题】（2025·广西南宁一模）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，其原理如下图所示。当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态；当打开和，闭合时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法错误的是A．蓄电时，碳锰电极为阳极B．蓄电时，右池中右侧电极发生的反应为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和KOH溶液【名校押题·第一题】（2025·山西二模）某文章报道了一种两相无膜锌/吩噻嗪电池，其放电时的工作原理如图所示(在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒)。已知：的密度为，难溶于水。下列说法错误的是A．放电时，负极反应为B．充电时，石墨毡连电源的正极C．放电时，电池不能倒置，由水层移向层D．放电时，板每减轻，水层增重【名校押题·第二题】（2025·山东二模）二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其装置示意图如图所示：下列说法错误的是A．电池工作时，质子由a极移向b极B．b为电池正极C．a极反应式为D．理论上每吸收，b电极消耗的的体积为(标准状况)【名校押题·第三题】（2025·江西萍乡一模）一种新型的铅锂电池的充、放电示意图如图所示，下列说法错误的是A．放电时，向电极a方向迁移B．充电时，中Mn元素被氧化C．放电时，正极反应式为D．充电时，每转移1mol，a极增重103.5g【名校押题·第四题】（2025·广东茂名二模）如图是一种光电催化装置，它可以将空气中捕获的转化为各种化工原料。下列说法正确的是A．工作时，从区移向区B．制备时，理论上生成同时，可生成C．制备时，阴极区发生反应：D．制备时，理论上每生成的同时，阳极区溶液减少【名校押题·第五题】（2025·河北衡水中学一模）有机物参加的反应在日常生活和科学研究中扮演着重要的角色，不仅可以用于有机合成，还可以用于多种材料的改性和功能化设计。某科研小组以硝基苯为原料电催化合成的装置如图所示，M电极和N电极为覆盖催化剂的惰性电极，装置工作时定时将N电极室溶液转移至M电极室。下列说法正确的是A．装置工作时，通过离子交换膜移向N极B．阳极反应：2-4e-+4OH-+4H2OC．装置工作时，阴离子交换膜两侧溶液的保持不变D．转移相同电量，M电极消耗的和N电极产生的和相等【名校预测·第一题】【答案】D【解析】将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，溶液A为，分析装置如下：装置①为原电池装置，电极1为负极，发生氧化反应：，电极2为正极，发生还原反应：，装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：，电极4为阴极，发生还原反应：。根据分析可知，装置①为原电池装置，实现了化学能转化为电能，A正确；根据分析可知，电极2为正极，发生还原反应：，B正确；装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：，反应一段时间，溶液pH降低，C正确；将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，二氧化碳的量增多，治理过程中参与反应的、物质的量之比小于1：1，D错误；故选D。【名校预测·第二题】【答案】D【解析】该装置中电极Ⅰ为正极，电极反应式为：，电极Ⅱ为负极，电极反应式为：，通过阴离子交换膜，从左往右移动，据此解答。电极Ⅱ的电势低于电极Ⅰ，故A错误；电子应从电极Ⅱ流出经用电器流入电极Ⅰ，故B错误；电极I的电极反应式为，故C错误；放电结束后，左右两室溶液浓度为，左侧减少的质量与右侧增加的质量相等，故D正确；故选D。【名校预测·第三题】【答案】C【解析】该分离装置本质上是氢氧燃料电池，a为正极，氧气被还原电极反应式为，b为负极，氢气被氧化电极反应式为。CO2在a侧与膜中水作用只是形成的酸碱平衡过程，并不发生电子得失的还原反应，A错误；膜中H2在b侧被氧化生成水，则电子应从b侧流向a侧；而则是由a侧向b侧迁移，二者方向相反，B错误；H2在b侧被氧化放出2e⁻，每1molH2可使2mol在b侧重新放出2molCO2，符合电荷守恒和电子转移数目，C正确；H2中的H的化合价由0变为+1，元素化合价发生了变化，D错误；故选C。【名校预测·第四题】D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大【答案】D【解析】Br2具有较强氧化性，Zn具有较强还原性，放电时，Zn作负极，失去电子，发生氧化反应，Br2在正极得到电子被还原生成Br-，Zn2+通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动。充电时为放电的逆过程，题目据此解答。充电时的阴极Zn2+得电子发生还原反应，Zn2++2e-=Zn，A错误；Br2作为原电池的正极，充电时与外接电源的正极连接，B错误；放电时Zn-2e-=Zn2+，6.5gZn的物质的量为，转移电子数为0.2NA，C错误；放电时左侧电极发生Br2+2e-=2Br-，Zn2+通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动，左侧储罐中离子浓度增大，D正确；故选D。【名校预测·第五题】【答案】C【解析】当闭合和、打开时，装置处于蓄电状态，即为电解池，H+得电子生成H2，H元素化合价降低，则为阴极，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极；ZnO得电子生成Zn，则锌电极为阴极；当打开和、闭合时，装置处于放电状态，即原电池，锌电极为负极，碳锰电极为正极，以此解答。由分析可知，蓄电时即为电解池，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极，A正确；蓄电时，右侧电解池中ZnO得电子生成Zn，电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-，OH-失电子生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O，发生的总反应为，B正确；放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，每消耗1mol，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错误；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，则不需要不断补充和KOH溶液，D正确；故选D。【名校押题·第一题】【答案】C【解析】根据原电池的装置，Zn生成Zn2+，发生氧化反应，作负极，石墨毡为正极。放电时，锌失电子，发生氧化反应，A正确。充电时，石墨毡为阳极，与电源正极相连，B正确。水和二氯甲烷的不互溶性和密度差能够将正极与负极分隔开，故不能倒置，放电时，阴离子移向负极，故移向水层，C错误。放电时，板每减轻，转移电子的物质的量为，有移动到水层，故水层增重，D正确。故选C。【名校押题·第二题】【答案】C【解析】由图可知，电极a为燃料电池的负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，电极b为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。由分析可知，电极a为燃料电池的负极，电极b为正极，则电池工作时，质子由a极移向b极，故A正确；由分析可知，电极a为燃料电池的负极，电极b为正极，故B正确；由分析可知，电极a为燃料电池的负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化