（8）电化学基础——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析）

这是一份（8）电化学基础——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析），共20页。

下列说法错误的是( )
A.惰性电极2为阳极
B.反应前后数量不变
C.阴极电极反应式：
D.外电路通过1ml电子，可得到1ml水
2．[2024年北京高考真题]酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是( )
A.石墨作电池的负极材料
B.电池工作时，向负极方向移动
C.发生氧化反应
D.锌筒发生的电极反应为
3．[2014年全国高考真题]如图所示电池是一种新型储氢材料镍电池()，(中金属和氢都为0价)。下列有关说法错误的是( )
A.电池的电解液可为KOH溶液
B.充电时阳极反应为
C.放电时正极反应为
D.是一类储氢材料，n越大，电池的比能量越高
4．[2024届·辽宁·一模]研究表明许多疾病，包括基因突变(癌变、动脉硬化等)和生物机体中毒等，可能是一氧化氮的释放或调节不正常引起的。用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如图所示(质子膜允许和通过)，下列相关判断错误的是( )
A.该装置工作时，可视Pb为惰性电极
B.电极I接电源负极，电极反应式为
C.吸收塔中每消耗2mlNO，有通过质子膜
D.每处理1mlNO，电解池将产生
5．[2024年甘肃高考真题]某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积
B.电极2是阴极，发生还原反应：
C.工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2
D.理论上电源提供能分解
6．[2024年湖南高考真题]在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是( )
A.电解时，向Ni电极移动
B.生成的电极反应：
C.电解一段时间后，溶液pH升高
D.每生成1ml的同时，生成0.5ml
7．[2024届·河北沧州·模拟考试校考]由辛二腈制备巴豆腈（2－丁烯腈，即，非气态）的原理如下图所示，下列说法正确的是( )
已知：电流效率。
A. 催化电极与电源负极相连，电势：催化电极催化电极
B. 电子移动方向：催化电极电源催化电极阴离子交换膜催化电极
C. 催化电极上发生反应：
D. 若催化电极上生成气体时，催化电极生成气体，则电流效率约为
8．[2024年江苏高考真题]碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.电池工作时，发生氧化反应
B.电池工作时，通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低，不利于电池放电
D.反应中每生成，转移电子数为
9．[2024年山东高考真题]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
10．我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺（）以捕获，使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
（1）下列说法错误的是( )
A.放电时，电池总反应为
B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时，电子由电极流向阳极，向阴极迁移
D.放电时，每转移电子，理论上可转化
（2）对上述电池放电时的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图（表示吸附态）。
下列说法错误的是( )
A.捕获的反应为
B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为
C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D.三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有再生
11．[2024年全国高考真题]一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓度计）
电池工作时，下列叙述错误的是( )
A.电池总反应为
B.b电极上CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用
C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mml电子流入
D.两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
12．[2024届·云南楚雄州·二模]中国科学院将分子引入电解质中调整充电和放电反应途径，研制出了高功率可充电电池，工作原理如图所示，已知可与水发生反应。下列有关说法正确的是( )
A.该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液
B.放电时，最终被氧化为
C.充电时，阴极反应式：
D.放电时，每产生（标准状况下）时，电路中转移电子
13．[2024届·内蒙古包头·二模]钙钛矿太阳能电池与锂硫电池集成，可实现太阳能直接对锂硫电池充电，其原理如图所示。碳电极为共享电极，导电玻璃基底上涂作为电子传输层。充电时，钙钛矿层吸收太阳光产生光生电子（）和空穴（），分离后输送到两个电极上。下列说法正确的是( )
A.共享碳电极为钙钛矿太阳能电池的负极
B.锂硫电池放电时，由含硫层迁移至金属锂电极
C.充电时，共享碳电极上电极反应式为
D.锂硫电池放电时总反应为：
14．[2024届·河北邯郸·模拟考试]浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。左图为浓差电池，右图为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法正确的是( )
A.电极Ag(II)的电极反应式为：
B.电渗析装置中膜a、b均为阳离子交换膜
C.电渗析过程中左室中NaOH浓度增大，右室的浓度减小
D.电池从开始到停止放电，理论上可制备
15．[2024年全国高考真题]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
16．[2024届·陕西宝鸡·二模]我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如下图所示，右图为使用不同催化剂时反应过程中的相对能量的变化。下列说法错误的是( )
A.放电时，催化电极附近溶液升高
B.充电时，电解质溶液的增大
C.使用催化剂或均能有效提高甲酸盐的选择性
D.放电时，当电极质量减少6.5g时，电解质溶液增重6.5g
17．[2024年湖北高考真题]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.阳极总反应式为
D.阴极区存在反应
18．[2024年辽宁高考真题]“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法错误的是( )
A.相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应：
C.电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应：
19．[2024年安徽高考真题]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
20．[2024年浙江高考真题]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：
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
参考答案
1．答案：C
解析：C、总反应为氧气把二丁基-N-羟基胶氧化为硝酮，1ml二丁基-N-羟基胺失去2mlH原子生成1ml硝酮，氧气最终生成水，根据氧原子守恒，消耗1ml氧气，可得到2ml硝酮，故C错误。
2．答案：D
解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应，A错误，D正确；原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，B错误；发生得电子的还原反应，C错误。
3．答案：C
解析：在这个电池中,MH中的H失电子在负极反应,NiOOH得电子在正极反应,由于NiOOH的存在,所以电解质溶液不能是酸性溶液,放电时负极反应是,充电时阴极反应为,所以C项错误。
4．答案：D
解析：A.Pb在阳极极，但不参与反应可视为为惰性电极，A正确；
B.在电极上获得电子生成，则电极为阴极，接电源负极，电极反应式为，B正确；
C.吸收塔中方程式为，吸收塔中每消耗，转移电子，有通过质子膜，C正确；
D.未说标况，无法计算氧气体积，D错误；
故选D。
5．答案：B
解析：A.电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；B.根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：，B项错误；C.工作时，阴离子向阳极移动，即从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；D.根据分析，电解总反应为，分解2ml转移4ml电子，则理论上电源提供2ml电子能分解1ml，D项正确；答案选B。
6．答案：B
解析：A.由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误；B.由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确；C.由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；D.根据电解总反应：可知，每生成1ml，生成0.5ml，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1ml时得到的部分电子由放电产生O2提供，所以生成小于0.5ml，D错误；故选B。
7．答案：C
解析：A.根据分析，催化电极a为阳极，与电源正极相连，则电势：催化电极催化电极b，A错误；
B.电子不经过内电路，因此电子移动方向：催化电极电源催化电极，B错误；
C.催化电极为阴极，发生反应： ，C正确；
D.由可知，催化电极上生成气体时，电解池转移电子的物质的量为14ml。催化电极a上发生主反应： （反应中2ml对应气体），催化电极上发生副反应：（副反应中对应气体），设主、副反应生成的气体分别为、，则①，②，解方程组可知，因此，电流效率，D错误。
答案选C
8．答案：C
解析：A.电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B.电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；C.环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D.由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。
9．答案：B
解析：A.根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；B.根据分析电解过程中消耗和，而催化阶段被还原成循环使用，故加入Y的目的是补充，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误；C.根据分析电解总反应式为，C项正确；D.催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1ml得到6ml电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1ml失去4ml电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比，D项正确；答案选B。
10、
（1）答案：C
解析：根据信息梳理，将放电时两个电极反应式相加，可得放电时的电池总反应：，A正确；充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，B正确；充电时，电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向电极，同时向阴极迁移，C错误；根据放电时的电极反应式可知，每转移电子，有参与反应，因此每转移电子，理论上可转化，D正确。
（2）答案：D
解析：根据题给反应路径图可知，（1，3-丙二胺）捕获的产物为，因此捕获的反应为，A正确；由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒存在于的步骤，根据反应路径2图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为，B正确；根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，经历了不同的反应步骤，但产物均为，而路径2、3的起始物均为，产物分别为和，C正确；根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有再生，但路径3的速控步骤为；得电子转化为和，没有的生成，D错误。
11．答案：C
解析：A.由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极，在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；
B.b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu（Ⅱ）和Cu（Ⅰ）相互转变起催化作用，B正确；
C.根据反应可知，参加反应时转移2ml电子，的物质的量为0.1mml，则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mml电子流入，C错误；
D.原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。
综上所述，本题选C。
12．答案：D
解析：A.Li能与氧气、水反应，易与水反应，故电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行，A错误；
B.由工作原理图可知，放电时，正极上转化为再转化为，最终被还原，B错误；
C.充电时，失电子转化为，I2发生氧化反应，阳极反应式为，阴极反应式为，C错误；
D.放电时，正极反应式为，每产生（标准状况下）时，电路中转移电子，D正确；
故答案选D。
13．答案：D
解析：A.电子由导电玻璃电极流出，导电玻璃为太阳能电池的负极，共享碳电极为钙钛矿太阳能电池的正极，故A错误；
B.锂硫电池放电时，锂电极为负极，由金属锂电极迁移至含硫层，故B错误；
C.充电时，共享碳电极为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为，故C错误；
D.锂硫电池放电时，负极锂失电子，正极硫得电子，总反应为，故D正确；
选D。
14．答案：B
解析：A.根据上述分析，可知电极的电极反应式为:，A错误;
B.根据上述分析，可知该装置需要让钠离子透过膜，氢离子透过膜，故膜、b均为阳离子交换膜，B正确;
C.电极b发生的反应为:，其氢离子的物质的量并不会改变，而水的量减小，故右室中的硫酸浓度会增大，C错误；
D.浓差电池转移电子后，两端浓度将达到相等状态，此时停止工作。浓差电池转移电子时，将有氢离子进入中间室，发生反应:，生成的磷酸二氢钠的物质的量为，，质量为，D错误。
15．答案：C
解析：A.充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确；B.放电时，负极的电极反应为，则充电时阴极反应为，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；C.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；D.放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010ml），电路中转移0.020ml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0.020ml，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020ml，D不正确；综上所述，本题选C。
16．答案：D
解析：A.放电时，催化电极上发生，氢氧根浓度增大，附近溶液升高，A正确；
B.充电时，阴极发生，阳极发生：，按阴阳极上得失电子数守恒，每转移2ml电子，阴极生成4ml氢氧根离子、阳极消耗2ml氢氧根离子，故充电时电解质溶液中氢氧根浓度增大、增大，B正确；
C.由图知，使用催化剂或均能降低生成甲酸的活化能，均能有效提高甲酸盐的选择性，C正确；
D.据分析，放电时，当电极质量减少6.5g时，电路中转移0.2ml电子，正极吸收0.1ml，电解质溶液增重6.5g+4.4g=10.9g，D不正确；
答案选D。
17．答案：B
18．答案：A
19．答案：C
20．答案：B
解析：A.图1为牺牲阳极的阴极瓮中保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，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，A不正确；B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的放电外，海水中溶解的也会竞争放电，故可发生，B正确；C.图2为外加电流的阴极保护法，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；D.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的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确；
综上所述，本题选B。