《2025年高考必刷题高三化学》

1. [浙江强基联盟2024联考]己二腈[$NC(CH_{2})_{4}CN$]是合成尼龙 - 66的中间体。某小组以浓差电池为电源，以丙烯腈$(CH_{2}=CHCN)$为原料，通过电解法合成己二腈的原理如图(铜电极质量均为100 g)：

下列说法不正确的是 ( )
A. 铜电极(1)为原电池的正极，发生还原反应
B. 当甲室两电极质量差为6.4 g时，理论上可生成0.1 mol己二腈
C. 乙室可选用阳离子交换膜，$H^{+}$向左移动
D. 石墨电极(1)的电极反应式为$2CH_{2}=CHCN + 2H^{+}+2e^{-}=NC(CH_{2})_{4}CN$

答案： B 考查点：浓差电池、离子移动方向、电极反应式、电化学相关计算 **思路导引**：浓差电池中，根据甲室阴离子交换膜两侧溶液的浓度可知，Cu 电极
(2)作负极，电极反应式为$Cu - 2e^- = Cu^{2+}$，Cu 电极
(1)作正极，电极反应式为$Cu^{2+} + 2e^- = Cu$，则乙室中石墨电极
(1)为阴极、石墨电极
(2)为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为$2H_2O - 4e^- = O_2↑ + 4H^+$，阴极上丙烯腈得电子生成己二腈，电极反应式为$2CH_2 = CHCN + 2H^+ + 2e^- = NC(CH_2)_4CN$。 **解析**：由思路导引可知，Cu 电极
(1)为正极，电极上发生得电子的还原反应，A 正确；当甲室两电极质量差为 6.4 g 时，Cu 电极
(1)、
(2)分别增加、减少 3.2 g(0.05 mol)Cu，转移电子的物质的量为 0.1 mol，由$2CH_2 = CHCN + 2H^+ + 2e^- = NC(CH_2)_4CN$可知，生成 0.05 mol 己二腈，B 错误；根据乙室阳极、阴极发生的反应，可知乙室应选用阳离子交换膜，$H^+$由阳极移向阴极，C 正确；石墨电极
(1)的电极反应式为$2CH_2 = CHCN + 2H^+ + 2e^- = NC(CH_2)_4CN$，D 正确。

2. [湖南长沙雅礼中学2024月考]如图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为$Na_{2}S_{2}$和$NaBr_{3}$，放电后，分别变为$Na_{2}S_{4}$和$NaBr$。下列有关该系统的叙述不正确的是 ( )

A. 左、右储罐中的电解质分别为$NaBr_{3}/NaBr$、$Na_{2}S_{2}/Na_{2}S_{4}$
B. 中间的离子选择性膜为阴离子交换膜，允许阴离子通过
C. 电池充电时，阴极的电极反应式为$S_{4}^{2 - }+2e^{-}=2S_{2}^{2 - }$
D. 用该电池(电极为惰性电极)电解硫酸铜溶液一段时间后，需往溶液中加入0.3 mol $Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$才能使原硫酸铜溶液复原，则电解过程中转移电子的物质的量为1.8 mol

答案： B 考查点：二次电池工作原理及相关计算、离子交换膜类型判断 **解析**：放电前，被膜隔开的电解质为$Na_2S_2$和$NaBr_3$，放电后，分别变为$Na_2S_4$和$NaBr$，$Na_2S_2→Na_2S_4$为氧化反应，$NaBr_3→NaBr$为还原反应，放电时左侧电极为正极，发生还原反应，则左侧储罐中的电解质为$NaBr_3/NaBr$，右侧电极为负极，发生氧化反应，则右侧储罐中的电解质为$Na_2S_2/Na_2S_4$，A 正确；电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为$3Br^- - 2e^- = Br_3^-$，阴极发生还原反应，电极反应式为$S_4^{2-} + 2e^- = 2S_2^{2-}$，阳极的$Na^+$要经过阳离子交换膜进入阴极，中间的离子选择性膜为阳离子交换膜，B 错误，C 正确；用该电池(电极为惰性电极)电解硫酸铜溶液，阳极反应式为$2H_2O - 4e^- = O_2↑ + 4H^+$，阴极电极反应式为$Cu^{2+} + 2e^- = Cu$、$2H^+ + 2e^- = H_2↑$（$Cu^{2+}$消耗完后），一段时间后需往溶液中加入 0.3 mol $Cu_2(OH)_2CO_3$才能使原硫酸铜溶液复原，根据铜原子和氢原子守恒，可知阴极析出 0.6 mol Cu 和 0.3 mol $H_2$，共转移 1.8 mol 电子，D 正确。

3. [山东省实验中学2024月考]碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为$Zn + 2[Fe(CN)_{6}]^{3 - }+4OH^{-}\underset{充电}{\overset{放电}{\rightleftharpoons }}2[Fe(CN)_{6}]^{4 - }+[Zn(OH)_{4}]^{2 - }$，下列叙述不正确的是 ( )

A. 放电时，N极电势高于M极
B. 充电时，右侧贮液器中溶液浓度减小
C. 若离子交换膜只有$OH^{-}$通过，1 mol $[Fe(CN)_{6}]^{3 - }$反应时，有1 mol $OH^{-}$通过离子交换膜
D. 放电时，N极反应式为$Zn - 2e^{-}+4OH^{-}=[Zn(OH)_{4}]^{2 - }$

答案： A 考查点：碱性锌铁液流电池工作原理及相关计算、电极反应式的书写 **思路导引**：由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧 N 极为负极，Zn 发生失电子的氧化反应生成$[Zn(OH)_4]^{2-}$，负极反应式为$Zn - 2e^- + 4OH^- = [Zn(OH)_4]^{2-}$；左侧 M 极为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极反应式为$[Fe(CN)_6]^{3-} + e^- = [Fe(CN)_6]^{4-}$。充电时 M 极为阳极，N 极为阴极。 **解析**：根据思路导引可知，放电时，右侧 N 极为负极，左侧 M 极为正极，则 N 电极电势低于 M 极，A 错误；充电时，右侧电极反应式为$[Zn(OH)_4]^{2-} + 2e^- = Zn + 4OH^-$，则$[Zn(OH)_4]^{2-}$浓度降低，B 正确；在放电时，M 极为正极，发生反应为$[Fe(CN)_6]^{3-} + e^- = [Fe(CN)_6]^{4-}$，当左侧 M 电极有 1 mol $[Fe(CN)_6]^{3-}$发生反应时，左侧负电荷数目会增加 1 mol，为维持电荷守恒，就会有 1 mol $OH^-$通过离子交换膜移向 N 极，C 正确；放电时该装置为原电池，N 极为原电池的负极，电极反应式为$Zn - 2e^- + 4OH^- = [Zn(OH)_4]^{2-}$，D 正确。

4. [重庆云阳2024阶段练习]一种新型电池装置如图所示。金刚石压砧把$H_{2}$压入储氢材料，在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层Pt电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。下列说法正确的是 ( )


A. Pd电极发生的反应是氧化反应
B. 电流方向是Pt电极→负载→Pd电极→交换膜→Pt电极
C. 电池的负极反应式为$PdH_{x}-e^{-}=PdH_{x - 1}+H^{+}$
D. 由于压力梯度，Pt电极的电势会高于Pd电极的电势

答案： C 创新点：新型电池、原电池电子流向判断及应用 **解析**：在压力梯度的驱动下，储氢材料处生成的质子($H^+$)通过交换膜移向 Pd 电极，外电路电子流动方向为 Pt 电极→负载→Pd 电极，故 Pd 电极为正极，Pt 电极为负极，则 Pd 电极发生还原反应，A 错误；电流方向为 Pd 电极→负载→Pt 电极→交换膜→Pd 电极，B 错误；电池的负极反应式为$PdH_x - e^- = PdH_{x - 1} + H^+$，C 正确；Pd 电极为正极，则 Pt 电极的电势低于 Pd 电极的电势，D 错误。