《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

23.(2024贵州，11,3分)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：HCO₃⁻ + H₂O = HCO₄⁻ + 2H⁺ + 2e⁻，HCO₄⁻ + H₂O = HCO₃⁻ + H₂O₂。体系中H₂O₂与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
　　 下列说法错误的是　　　　　　　　　(　　　)
　
A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
　
B.阴极反应式为O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ = H₂O₂
C.光阳极每消耗1molH₂O，体系中生成2molH₂O₂
　
D.H₂O₂在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性

答案： 23C 由题图可知，该系统中太阳能先转化为电能，电能再转化为化学能，A正确；阴极发生还原反应，结合题图可知阴极反应式为O₂＋2H⁺＋2e⁻ = H₂O₂，B正确；根据光阳极发生的反应可知，每有2mol H₂O参与反应，转移2mol e⁻，光阳极生成1mol H₂O₂，阴极消耗1mol O₂，也生成1mol H₂O₂，体系中共生成2mol H₂O₂，即光阳极每消耗1mol H₂O，体系中生成1mol H₂O₂，C错误；Mn(Ⅱ)可被H₂O₂氧化为Mn(Ⅳ)，Mn(Ⅳ)可被H₂O₂还原为Mn(Ⅱ)，即体现了H₂O₂的氧化性和还原性，D正确。

24.(2024广东，16,4分)一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图，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：2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑
　
B.阴极区溶液中OH⁻浓度逐渐升高
　
C.理论上每消耗1molFe₂O₃，阳极室溶液减少213g

D.理论上每消耗1molFe₂O₃，阴极室物质最多增加138g

答案： 24C 该装置为电解池，可用于湿法冶铁的研究，则左侧Fe₂O₃得电子生成Fe，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。阳极上Cl⁻发生氧化反应生成Cl₂，电极反应式为2Cl⁻－2e⁻ = Cl₂↑，A正确；阴极的电极反应式为Fe₂O₃＋6e⁻＋3H₂O = 2Fe＋6OH⁻，则阴极区溶液中OH⁻浓度逐渐升高，B正确；根据电极反应式可知Fe₂O₃～6e⁻～6Cl⁻，则每消耗1mol Fe₂O₃，就会有6mol Cl⁻放电生成Cl₂，同时有6mol Na⁺通过阳离子交换膜由阳极区向阴极区迁移，则阳极室溶液减少(35.5g·mol⁻¹＋23g·mol⁻¹)×6mol = 351g，阴极室物质增加23g·mol⁻¹×6mol = 138g，C错误，D正确。

25.(2023新课标,10,6分)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·nH₂O
　
D.充电阳极反应：ZnₓV₂O₅·nH₂O - 2xe⁻ = xZn²⁺ + V₂O₅ + nH₂O

答案： 25C 放电时，Zn²⁺可插入V₂O₅层间形成ZnₓV₂O₅·nH₂O[V₂O₅中V化合价降低，发生还原反应]，则Zn为负极，负极反应为xZn－2xe⁻ = xZn²⁺；V₂O₅为正极，正极反应为V₂O₅＋xZn²⁺＋nH₂O＋2xe⁻ = ZnₓV₂O₅·nH₂O，总反应为xZn＋V₂O₅＋nH₂O = ZnₓV₂O₅·nH₂O。放电时Zn²⁺由负极移向正极。充电时总反应为ZnₓV₂O₅·nH₂O = xZn＋V₂O₅＋nH₂O，阳极反应为ZnₓV₂O₅·nH₂O－2xe⁻ = V₂O₅＋xZn²⁺＋nH₂O。综上所述，可知A、B、D均正确，C不正确。

26.(2023重庆,12,3分)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。下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a
C.电极b发生的反应为![img id=10]
D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸

答案：
26D [观察左池和右池中物质的变化情况，左池中S—S键断裂，形成H—S键；右池中—CH₃转化为—COOH，则可知电极b上发生氧化反应，为电解池阳极]电极a上发生还原反应，为电解池阴极；在电解池中阳离子由阳极移向阴极，则H⁺从电极b移向电极a；综上可知A、B项正确。根据物质转化过程可得电极a的电极反应式为



根据电子转移守恒可知生成3mol半胱氨酸的同时生成0.5mol烟酸，综上可知C项正确、D项错误。