2026版《金版教程》高考复习化学区域A版高考题型专练-电化学原理的综合应用

高考总复习首选用卷化学高考题型专练——电化学原理的综合应用1．(2024·福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li＋有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是()A．交换膜为阴离子交换膜B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液C．理论上每生成1molCl2，需消耗2molLiD．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl=2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl答案D解析放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，由图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极；放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成(CF3SO2)2NLi，A错误；锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误；充电过程中电解LiCl，阳极Cl－失去电子发生氧化反应产生Cl2：2Cl－－2e－=Cl2↑，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂单质：2Li＋＋2e－=2Li，则理论上每生成1molCl2，同时生成2molLi，C错误。2.(2024·广西卷)某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na＋后脱嵌。下列说法错误的是()A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23gB．充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－=Na3－xV2(PO4)3＋xNa＋C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na＋浓度基本保持不变D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换答案A解析放电时嵌入PbSe中的Na变成Na＋后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na＋；Na＋通过隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na＋进入右侧溶液，溶液中有1molNa＋从右侧进入左侧，并与正极的Na3－xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为46g，A错误。3.(2024·海南卷改编)电解NH4HSO4溶液得到S2Oeq\o\al(2－,8)，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法错误的是()A．电解过程中阴极区的SOeq\o\al(2－,4)不断迁移到阳极区B．图中a代表H2C．回路中通过1mol电子产生的(NH4)2S2O8小于0.5molD．SOeq\o\al(2－,4)氧化成S2Oeq\o\al(2－,8)的电极反应为2SOeq\o\al(2－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)答案A解析由实验装置图可知，与电源正极相连的电极为阳极，电极反应式为2SOeq\o\al(2－,4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)，电解过程流出液b中混有少量气泡，发生副反应2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，与电源负极相连的电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。硫酸根不能通过质子交换膜，不能从阴极区迁移到阳极区，A错误。4．(2024·河北卷)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答案C解析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↑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。5．(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答案B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。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答案C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错误。7．(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A．放电时负极质量减小B．储能过程中电能转变为化学能C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧D．充电总反应：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋=PbSO4＋2Fe2＋答案B解析放电时Pb失电子，Fe3＋得电子，负极生成PbSO4，质量增加，A错误；放电时多孔碳电极为正极，阳离子向正极移动，则H＋从左侧通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电总反应为2Fe2＋＋PbSO4=2Fe3＋＋Pb＋SOeq\o\al(2－,4)，D错误。8.(2023·福建卷)一种可在较高温下安全快充的铝－硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93℃的共熔物)，其中氯铝酸根[AlnCleq\o\al(－,3n＋1)(n≥1)]起到结合或释放Al3＋的作用。电池总反应：2Al＋3xSeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Al2(Sx)3。下列说法错误的是()A．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)含4n个Al—Cl键B．AlnCleq\o\al(－,3n＋1)中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n－1)个C．充电时，再生1molAl单质至少转移3mol电子D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的AlnCleq\o\al(－,3n＋1)浓度越高答案D解析由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多，所以n值大的AlnCleq\o\al(－,3n＋1)浓度越高，D错误。9．(2023·重庆卷)电化学合成是一种绿色高效的合成方法，如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是()A．电极a为阴极B．H＋从电极b移向电极aC．电极b发生的反应为＋2H2O－6e－=＋6H＋D．生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸答案D解析由题图可知电极a发生还原反应：，电极a为阴极，电极b发生氧化反应：＋2H2O－6e－=＋6H＋，为阳极。由分析可知A、C正确；H＋从阳极移向阴极，B正确；根据得失电子守恒知，生成6mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸，D错误。10．(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是()A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－=TiSi＋4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动答案C解析石墨电极为阳极，A错误；该电解池的电解质为熔融盐，不存在H＋，B错误；根据阳极上生成CO知，石墨优先于Cl－参与反应，C正确；石墨电极为阳极，阴离子O2－向石墨电极移动，D错误。11．(2022·福建高考)一种化学“自充电”的锌－有机物电池，电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如图所示。下列说法正确的是()A．化学自充电时，c(OH－)增大B．化学自充电时，电能转化为化学能C．化学自充电时，锌电极反应式：Zn2＋＋2e－=ZnD．放电时，外电路通过0.02mol电子，正极材料损耗0.78g答案A解析由题图知，化学自充电时，O2得电子转化为OH－，OH－与K＋结合形成KOH，c(OH－)增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化学自充电时，没有电能转化为化学能，B错误；放电时，＋2nK＋＋2ne－=，正极材料中增加了K＋，故当外电路中通过0.02mol电子时，正极材料增加0.78g，D错误。12．(2022·广东高考)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是()A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的pH减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g答案C解析充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，电极b反应为Cl2＋2e－=2Cl－，可知反应后Na＋和Cl－浓度都增大，NaCl溶液的pH不变，但NaCl溶液的浓度增大，故B错误，C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol×2mol＝46g，故D错误。13．(2022·辽宁高考)镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是()A．褪色原因为I2被Fe还原B．液体分层后，上层呈紫红色C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈D．溶液恢复棕色的原因为I－被氧化答案D解析Zn比Fe活泼，更容易失去电子，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A错误；液体分层后，I2在CCl4层，下层呈紫红色，B错误；由于活泼性：Zn＞Fe＞Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C错误。14．(2022·山东高考改编)Cu2－xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是()A．每个Cu2－xSe晶胞中Cu2＋个数为4xB．每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2－xSe晶胞，转移电子数为8C．每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1－xD．当NayCu2－xSe转化为NaCuSe时，每转移(1－y)mol电子，产生(1－x)molCu原子答案C解析由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b，则a＋b＝8－4x，由化合价代数和为0可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A正确；Na2Se转化为Cu2－xSe的电极反应式为Na2Se－2e－＋(2－x)Cu=Cu2－xSe＋2Na＋，由晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个Na2Se，转移电子数为8，故B正确；Cu2－xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2－xSe＋e－＋Na＋=NaCuSe＋(1－x)Cu，由晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个NaCuSe，晶胞中0价铜原子的个数为(4－4x)，故C错误；NayCu2－xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2－xSe＋(1－y)e－＋(1－y)Na＋=NaCuSe＋(1－x)Cu，所以每转移(1－y)mol电子，产生(1－x)mol铜，故D正确。15．(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，镀层更致密答案C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。16．(2025·江西省萍乡市芦溪中学高三质检)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答案B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。根据以上分析知，A、C正确，B错误；铁片腐蚀最严重区域是液滴中心区，D正确。17．(2025·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，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电极答案D解析钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a电极为负极，则b电极为正极，A错误；放电时，a电极为负极，b电极为正极，b电极的电势高于a电极，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Cl－放电，C错误；充电时，a电极为阴极，b电极为阳极，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。18．(2025·甘肃高考适应性测试)我国科学家设计了一种新型Zn­S可充电电池，该电池放电时硫电极发生两步反应，分别为S＋2Cu2＋＋4e－=Cu2S、5Cu2＋＋O2＋10e－=Cu＋2C