《2025年赢在微点化学》

1. (2023·全国乙卷)室温钠 - 硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠 - 硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应$\frac{1}{2}S_{8}+e^{-}\to\frac{1}{2}S_{8}^{2 - }$，$\frac{1}{2}S_{8}^{2 - }+e^{-}\to S_{4}^{2 - }$，$2Na^{+}+\frac{x}{4}S_{4}^{2 - }+2(1 - \frac{x}{4})e^{-}\to Na_{2}S_{x}$。

下列叙述错误的是（ ）
A. 充电时Na⁺从钠电极向硫电极迁移
B. 放电时外电路电子流动的方向是a→b
C. 放电时正极反应为2Na⁺ + $\frac{x}{8}S_{8}$ + 2e⁻ → Na₂Sₓ
D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性

答案： 1.A 解析 由题意可知，放电时硫电极得电子，为原电池正极，则钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时,Na⁺由硫电极迁移至钠电极，A项错误;放电时Na在a电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na⁺结合得到Na₂Sₓ,电子在外电路的流向为a→b,B项正确;将题给硫电极发生的反应依次标号为①②③,由$\frac{x}{4}\times①+\frac{x}{4}\times②+③$可得正极总反应,C项正确;炭化纤维素纸具有良好的导电性，可以增强电极的导电性能,D项正确。

2. (2023·新课标卷)一种以V₂O₅和Zn为电极、Zn(CF₃SO₃)₂水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。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： 2.C 解析 由题中信息可知,放电时,Zn²⁺可插入V₂O₅层间形成ZnₓV₂O₅·nH₂O,V₂O₅发生了还原反应,则放电时V₂O₅为正极,A项正确;放电时V₂O₅为正极,则Zn为负极,失去电子变为Zn²⁺,阳离子向正极迁移,则放电时Zn²⁺由负极向正极迁移,B项正确;由A、B两项分析可知,电池在放电时的总反应为xZn + V₂O₅ + nH₂O = ZnₓV₂O₅·nH₂O,则其在充电时的总反应为ZnₓV₂O₅·nH₂O = xZn + V₂O₅ + nH₂O,C项错误;充电时阳极上ZnₓV₂O₅·nH₂O被氧化为V₂O₅,则阳极的电极反应为ZnₓV₂O₅·nH₂O - 2xe⁻ = xZn²⁺ + V₂O₅ + nH₂O,D项正确。

3. (2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO₂时，采用高浓度的K⁺抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 析氢反应发生在IrOₓ - Ti电极上
B. Cl⁻从Cu电极迁移到IrOₓ - Ti电极
C. 阴极发生的反应有2CO₂ + 12H⁺ + 12e⁻ = C₂H₄ + 4H₂O
D. 每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体（标准状况）

答案： 3.C 解析 IrOₓ - Ti电极接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化反应，故电极反应为2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑,A项错误;质子交换膜只允许H⁺通过，故左室H⁺从IrOₓ - Ti电极向Cu电极迁移,B项错误;Cu 电极接电源负极，为阴极,发生得电子的还原反应，根据题图物质转化关系可知CO₂可发生反应2CO₂ + 12H⁺ + 12e⁻ = C₂H₄ + 4H₂O,C项正确;由A项分析可知每转移1mol电子,阳极生成0.25mol即5.6L(标准状况)O₂,D项错误。

4. (2023·北京卷)回收利用工业废气中的CO₂和SO₂，实验原理示意图如图。

下列说法不正确的是（ ）
A. 废气中SO₂排放到大气中会形成酸雨
B. 装置a中溶液显碱性的原因是HCO₃⁻的水解程度大于HCO₃⁻的电离程度
C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO₂和SO₂
D. 装置b中的总反应为SO₃²⁻ + CO₂ + H₂O$\stackrel{电解}{=\!=\!=}$HCOOH + SO₄²⁻

答案： 4.C 解析 SO₂是酸性氧化物,废气中SO₂排放到空气中会形成硫酸型酸雨,A项正确;装置a中溶液的溶质为NaHCO₃,溶液显碱性,说明HCO₃⁻的水解程度大于电离程度,B项正确;装置a中NaHCO₃溶液的作用是吸收SO₂气体,CO₂与NaHCO₃溶液不反应,不能吸收CO₂,C项错误;由电解池阴极和阳极的反应物和生成物可知,装置b中总反应为SO₃²⁻ + CO₂ + H₂O $\stackrel{电解}{=\!=\!=}$ HCOOH + SO₄²⁻,D项正确。

5. (2023·辽宁卷)某无隔膜流动海水电解法制H₂的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O₂产生。

A. b端电势高于a端电势
B. 理论上转移2mol e⁻生成4g H₂
C. 电解后海水pH下降
D. 阳极发生：Cl⁻ + H₂O - 2e⁻ = HClO + H⁺

答案： 5.D 解析 由题图可知,钛网电极在PRT的抑制下,Cl⁻放电生成HClO,电极反应为Cl⁻ + H₂O - 2e⁻ = HClO + H⁺,所以钛网电极为阳极,a为正极,b为负极,钛箔电极为阴极,在该电极上水放电生成H₂:2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻,则电解池的总反应为NaCl + H₂O $\stackrel{电解}{=\!=\!=}$ NaClO + H₂↑。由分析可知，电源a端为正极，电源b端为负极，a端电势高于b端电势,A项错误;理论上每转移2mole⁻,生成1molH₂,质量为2g,B项错误;电解生成ClO⁻,水解使溶液呈碱性,海水pH上升,C项错误;阳极上Cl⁻放电转化为HClO,电极反应为Cl⁻ + H₂O - 2e⁻ = HClO + H⁺,D项正确。