《2026年学易优高考二轮总复习化学》

3.(2025·江苏卷)以稀$H_2SO_4$为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为$2H_2O\ \overset{催化剂}{\underset{光}{\longrightarrow}}2H_2\uparrow + O_2\uparrow$。下列说法正确的是(A)


A.电极a上发生氧化反应生成$O_2$
B.$H^+$通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后，$H_2SO_4$溶液的pH不变
D.外电路每通过$0.01\ mol$电子，电极b上产生$0.01\ mol\ H_2$

答案： 3.A　由图可知，该原电池中电子由电极$a$向电极$b$移动，故电极$a$失电子作负极，电极反应式为$2H_2O-4e^-=4H^+ + O_2\uparrow$；电极$b$得电子作正极，电极反应式为$4H^+ + 4e^-=2H_2\uparrow$；$H^+$由负极向正极移动。由上述分析可知，电极$a$上发生氧化反应生成$O_2$，A正确；$H^+$由负极向正极移动，即通过质子交换膜由左室向右室移动，B错误；由总反应可知，光解时消耗水，电解质溶液中硫酸浓度逐渐增大，故溶液$pH$减小，C错误；由正极反应式可知，电路中每通过$0.01\ mol\ e^-$，电极$b$上产生$0.005\ mol\ H_2$，D错误。

4.(2025·湖北卷)某电化学制冷系统的装置如图所示。[$Fe(H_2O)_6]^{3+}$和[$Fe(H_2O)_6]^{2+}$在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是(B)


A.阴极反应为$[Fe(H_2O)_6]^{3+} + e^- \longrightarrow [Fe(H_2O)_6]^{2+}$
B.已知②处的电解液温度比①处的低，可推断$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$比$[Fe(H_2O)_6]^{3+}$稳定
C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
D.已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$和$[Fe(H_2O)_6]^{3+}$离子结构的改变

答案： 4.B　由图可知，左侧电极发生反应$[Fe(H_2O)_6]^{2+}-e^- = [Fe(H_2O)_6]^{3+}$，则左侧为阳极，右侧电极反应为$[Fe(H_2O)_6]^{3+} + e^- = [Fe(H_2O)_6]^{2+}$，则右侧电极为阴极，据此解答。由分析可知，阴极反应为$[Fe(H_2O)_6]^{3+} + e^- = [Fe(H_2O)_6]^{2+}$，A正确；已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断$[Fe(H_2O)_6]^{3+} + e^- = [Fe(H_2O)_6]^{2+}$是吸热反应，无法推断$[Fe(H_2O)_6]^{3+}$和$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$的稳定性，B错误；多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确；题干明确指出电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：$[Fe(H_2O)_6]^{2+}$和$[Fe(H_2O)_6]^{3+}$因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确；故选B。

【例题分析】(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上$MnO_2$减少；电极材料每转移$1\ mol$电子，对应的理论容量为$26.8\ A·h$。下列说法错误的是(B)

A.充电时Ⅱ为阳极
B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C.放电时负极反应式为：$MnS - 2e^- \longrightarrow S + Mn^{2+}$
D.充电时$16\ g\ S$能提供的理论容量为$26.8\ A·h$

答案：
B　根据题给已知信息可知，放电时，电极Ⅱ上$MnO_2$减少，说明电极Ⅱ上$MnO_2$得电子发生还原反应转化为$Mn^{2+}$进入溶液中，故电极Ⅱ作正极，电极反应式为$MnO_2 + 2e^- + 2H_2O=Mn^{2+} + 4OH^-$，放电时电极Ⅰ为负极，电极反应式为$MnS-2e^-=S + Mn^{2+}$。
结合上述分析可知，充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；结合放电时电极Ⅱ上的反应可知，Ⅱ极室溶液中$c(OH^-)$增大，溶液$pH$升高，B错误；结合上述分析可知，C正确；充电时，电极Ⅰ上发生的电极反应式为$S + Mn^{2+} + 2e^-=MnS$，$16\ g\ S$的物质的量为$0.5\ mol$，完全反应可转移$1\ mol$电子，结合题干信息可知，$16\ g\ S$能提供的理论容量为$26.8\ A · h$，D正确。