主题排查1　电化学（讲义+课件 2份打包）2025年高考化学二轮复习

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一、选择题1. 如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹起、流量侦测与控制的功能。下列说法正确的是( 　　)A. 电子由右侧Pt电极流出B. H＋通过质子交换膜从负极流向正极C. 每消耗22.4 L O2，会产生1 ml醋酸D. 左侧Pt电极表面发生的反应：CH3CH2OH＋2e－===CH3COOH＋2H＋
【解析】 该电池是燃料电池，属于原电池，呼气(含有乙醇)的Pt电极为负极，通入O2的Pt电极为正极，原电池中电子从负极流出，即电子由左侧Pt电极流出，A错误；H＋通过质子交换膜从负极流向正极，B正确；正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，负极反应式为CH3CH2OH－4e－＋H2O===4H＋＋CH3COOH，根据得失电子守恒，在标准状况下，每消耗22.4 L O2，会产生1 ml醋酸，并未说明气体所处状况，则O2的物质的量不能计算，C错误；左侧Pt电极应发生失电子的氧化反应，D错误。
2. 我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( 　　)A. 硫电极为负极B. Cu2＋通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移C. 硫电极上发生的反应为2Cu2＋＋S＋4e－===Cu2S　D. 理论上，每消耗1 ml S，同时消耗2 ml Li
【解析】 该电池为原电池，锂电极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，硫电极为正极，硫电极上的铜离子得电子，电极反应式为2Cu2＋＋S＋4e－===Cu2S，A错误；原电池中阳离子(Cu2＋)向正极(硫电极)移动，B错误；根据得失电子守恒，每消耗1 ml S，同时消耗4 ml Li，D错误。
3. 我国通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni-H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( 　　)A. 放电时，OH－向电极a移动B. 放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大C. 放电时，NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－D. 以H2为能源较为环保
【解析】 由图可知，电极a上H2转化为H2O，H2失电子，发生氧化反应，电极a为负极，电极b为正极，放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，即OH－向电极a移动，负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正极反应式为NiOOH＋H2O＋ e－===Ni(OH)2＋OH－，总反应为H2＋2NiOOH===2Ni(OH)2，由总反应可知，该电池放电一段时间后，KOH溶液的浓度不会发生变化，B错误。
4. 高氯酸(HClO4)是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵(NH4ClO4)的原料之一，图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正确的是( 　　)A. b为电源的正极B. 电极M处发生氧化反应C. H＋从左到右穿过质子交换膜D. 电极N的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
5. 氨硼烷-H2O2燃料电池装置如图所示，该电池在常温下即可工作，总反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列说法不正确的是( 　　)
6. 锂-氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示。下列说法正确的是( 　　)A. 交换膜为阴离子交换膜B. 正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋CC. 电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替D. a极电势高于b极电势
【解析】 由总反应可知，a电极为负极，负极反应式为Li－e－===Li＋，b电极为正极，正极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C，Li＋通过离子交换膜在正极上形成LiF，即离子交换膜为阳离子交换膜，A错误；石墨为正极，在正极上附着的CFx得电子生成LiF和C，B正确；金属Li是活泼金属，能与乙醇反应，所以不能用乙醇溶液代替，C错误；由于Li活动性比石墨强，正极b极电势高于负极a极的电势，D错误。
7. 我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。连接K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、连接K1时，供能。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是( 　　)A. 连接K2时，X电极发生还原反应B. 连接K2时，溶液pH不变C. 连接K1时，Zn电极表面生成沉淀D. 该装置能直接将光能转化成化学能
A. 惰性电极a与直流电源的负极相连，惰性电极b上有O2产生B. 纳米Cu催化剂上发生的反应：2CO＋6H2O＋8e－===C2H4＋8OH－C. OH－从左室穿过阴离子交换膜进入右室D. 若乙烯的电解效率为60%，电路中通过2 ml电子时，产生0.15 ml乙烯
【解析】 由图可知，在该电解池中，电极a实现将CO2转化为CO，纳米Cu催化剂上发生将CO转化为乙烯的反应，碳元素化合价降低，发生得电子的还原反应，电极a为阴极，接电源负极，纳米Cu上的电极反应式为2CO＋6H2O＋8e－===C2H4＋8OH－，电极b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A、B正确；电解池中，阴离子(OH－)从左室穿过阴离子交换膜进入右室，C正确；若乙烯的电解效率为60%，电路中通过2 ml电子时，根据公式：n(生成乙烯所用的电子)＝ 2 ml×60%＝1.2 ml，根据阴极电极反应式，则CO2转化为乙烯的反应或为2CO2＋8H2O＋12e－===C2H4＋12OH－，所以当n(生成乙烯所用的电子)＝1.2 ml时，即产生的乙烯为0.1 ml，D错误。
11. 热电池是一种需要达到一定温度才能工作的电池。一种热电池的结构如图所示，电池工作时需用引燃剂引发Fe和KClO4的反应，产生的热量会使LiCl、KCl熔化，电池开始工作。电池放电后有Li7Si3、Fe和Li2S生成。下列说法正确的是( 　　)A. 该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下不含离子B. Fe和KClO4反应后的产物可能是KCl、FeCl3和O2C. 放电时，Li13Si4电极上所发生反应为3Li13Si4＋11e－===4Li7Si3＋11Li＋D. 电路上每转移1 ml电子，消耗FeS2的物质的量为0.25 ml
12. 利用惰性电极电解Na2SO3和NaHSO3混合溶液，分离得到二者的浓溶液，其电解装置如图所示，Ⅰ室里加入的是稀硫酸，Ⅱ室和Ⅲ室里加入的是Na2SO3和NaHSO3的混合溶液。下列说法正确的是( 　　)A. 阳极上发生的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑B. 交换膜a是阴离子交换膜C. 电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液D. 电解过程中每转移1 ml电子，理论上阴极区可获得11.2 L气体
【解析】 阳极上，水失去电子发生氧化反应，其电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误；H＋通过阳离子交换膜从Ⅰ室迁移进Ⅱ室，Ⅱ室得到的是NaHSO3溶液，则Ⅲ室得到的是Na2SO3溶液，交换膜a是阳离子交换膜，可使Na＋通过交换膜a从Ⅱ室迁移进入Ⅲ室，B错误；电解一段时间后，Ⅱ室得到NaHSO3溶液，Ⅲ室得到Na2SO3溶液，C正确；没有指明是不是标准状况，D错误。
二、填空题13. (1)一种高温固体氧化物电解水制氢原理如图1所示。通过施加高温下的电压，使电解质中的O2－从阴极一侧迁移到阳极一侧，同时氧化为O2。
①电解时阴极发生的电极反应式为_________________________。②电解质常选用铈(Ce)的氧化物，晶胞结构如图2所示，其化学式为___________。③当CuO进入Ce氧化物晶格后(Cu取代部分Ce)，电解效率显著提升，其原因是_________________________________________________________。(2)酸性溶液中电解CO2可用于生产CH3OH，实现CO2的资源化，其电极反应式为____________________________________；生成CH3OH的电极应连接电源的_________(填“正”或“负”)极。
H2O＋2e－===H2↑＋O2－
Cu取代部分Ce后产生氧空位，增强了的O2－传导能力
CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O
(3)最近我国科学家开发了如图3所示电解装置，可将氨氮氧化去除。处理前先调节废水pH＝12，通电后可将其转化为无害气体。图3①电池的阳极为_________(填“A”或“B”)极，发生的电极反应式为___________________________________；②请简述其去除氨氮的化学原理_______________________________________ ________________________________________。
Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
(4)科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图4所示。①Pt-C3N4是________(填“阳极”或“阴极”)，电极反应式为_________________________。②电源电压改变与生成NH3速率的关系如图5所示。其他条件不变时，逐渐增大电压，氨生成速率加快，当电压高于1.2 eV时，氨生成速率下降，其可能的原因是____________________(用电极反应式表示)。
N2＋6e－＋6H＋===2NH3
2H＋＋2e－===H2↑