1、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
2、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、N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：、，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；D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。2（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，充电时得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是A充电时，集流体A与外接电源的负极相连B放电时，外电
3、路通过电子时，薄膜电解质损失C放电时，电极B为正极，反应可表示为D电池总反应可表示为【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a mol电子时，内电路中有a mol 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，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，C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，正极上得到电子和变为，故电池总反应可表示为，D说法正确。综上所述，相关说法不正确的是B，本题选B。3（2021全国高考真题）乙醛酸
4、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解离为和，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是A在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B阳极上的反应式为：+2H+2e-=+H2OC制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子D双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移【答案】D【解析】AKBr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
5、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()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，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C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：【答案】D【解析】A由分析可
6、知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，使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钴，阳极有1mol水放电，则室溶液质量减少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+2H2O2 Co +O2+4H+，故D正确；故选D。5（2021广东高考真题）火星大气中含有大量，一种有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在
7、正极上得电子C阳离子由正极移向负极D将电能转化为化学能【答案】B【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）KO2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
8、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通过，不允许通过，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1mol71g/mol：1mol32g/mol2.22：1，故C正确；D铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为
9、2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得失电子数目守恒可知，耗钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为18g/mol=1.8g，故D错误；故选D。7（2021湖南高考真题）锌溴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：下列说法错误的是A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为D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
10、中溴化锌的浓度维持不变，故B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。8（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氧化生成的反应B管道中可以生成氧化灭杀附着生物的C阴极生成的应及时通风稀释安全地排入
11、大气D阳极表面形成的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：2H2O+2e-=H2+2OH-，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。9（2021浙江高考真
12、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，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。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：化学能电能B断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】A断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能电能，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
13、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)2Cd+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，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确；答案选C。二、工业流程题10（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
14、钠(Na2Cr2O72H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：(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_。(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度c1.010-5molL-1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)过程中除去。(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Na2Cr2
15、O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2。则Na2Cr2O7在_(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为_。【答案】增大反应物接触面积，提高化学反应速率 使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率 浸取 所得溶液中含有大量Na2SO410H2O H2SO4 阳 Na 【解析】(1)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。(2)中和时调节溶液pH目的是将、转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH4.5时，Al3+除尽，当溶液
16、pH9.3时，H2SiO3会再溶解生成，因此中和时pH的理论范围为；将Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以和存在，溶液中存在平衡：，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：；使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率；浸取。(3)蒸发结晶时，Na2SO4主要以Na2SO410H2O存在，Na2SO410H2O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Na2SO410H2O；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N
17、a2SO410H2O；H2SO4。(4)由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2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，由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7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键能
18、946436.0390.8一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：(1)反应_；(2)已知该反应的，在下列哪些温度下反应能自发进行？_(填标号)A25 B125 C225 D325(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。若保持容器体积不变，时反应达到平衡，用的浓度变化表示时间内的反应速率_(用含的代数式表示)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分压变化趋势的曲线是_(用图中a、b、c、d表示)，理由是_；在该温度下，反应的标准平衡
19、常数_。(已知：分压=总压该组分物质的量分数，对于反应，其中，、为各组分的平衡分压)。方法：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。(4)电解过程中的移动方向为_(填“从左往右”或“从右往左”)；(5)阳极的电极反应式为_。KOH溶液KOH溶液【答案】+90.8 CD b 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】(1) 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)，H=390.8kJmol-1-(946 kJmo
20、l-1+436.0kJmol-1)= +90.8kJmol-1，故答案为：+90.8；(2)若反应自发进行，则需H-TS=456.5K，即温度应高于(456.5-273)=183.5，CD符合，故答案为：CD；(3)设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，=，解得x=0.02mol，(H2)=molL-1min-1，故答案为：；t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始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，故b曲线符合，故答案为：b；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；由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数=0.48，故答案为：0.48；(4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中OH-移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O，故答案为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。
