《2026年学易优高考二轮总复习化学》

1.（2025·河北一模）用于$HMF$（　）转化为的液流燃料电池（LFFC）的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性—碱性电解液的不对称设计，使用$1\ mol·L^{-1}KOH$作为M极电解液，使用$2\ mol·L^{-1}H_2SO_4$作为N极电解液。下列说法正确的是（　　）

A.电子由N极通过外电路转移向M极
B.M极的电极反应式为$HMF + 6OH^- + 6e^- \longrightarrow 4H_2O + FDCA$
C.理论上，随反应进行需要及时添加$HNO_3$
D.理论上，当消耗$1.5\ mol\ O_2$时生成$1\ mol\ FDCA$

答案： 1.D　$N$极$V$化合价$+5\to+4$，得电子，则$N$极为正极，电极反应式为$VO_2^+ + e^- + 2H^+=VO^{2+} + H_2O$，故$M$极为负极，电极反应式为：$HMF + 6OH^- - 6e^-=4H_2O + FDCA$。生成的$VO^{2+}$在$NO$、$HNO_3$的催化下与氧气反应生成$VO_2^+$和$H_2O$。
据分析，$N$极为正极，$M$极为负极，电子由$M$极通过外电路转移到$N$极，故A错误；据分析，$M$极的电极反应式为$HMF + 6OH^- - 6e^-=4H_2O + FDCA$，故B错误；由图示可知，$HNO_3$通过通入氧气再生，循环利用，无需添加，故C错误；根据电子守恒，列出关系式：$1.5\ mol\ O_2\sim 6\ mol\ e^-\sim 1\ mol\ FDCA$，故D正确；故答案为D。

2.(2025·黑龙江齐齐哈尔二模)与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到了广泛关注。一种$Mg–PTO$可充电电池示意图如下。该电池分别以$PTO$(结构如标注框内所示)材料和$Mg$为电极，以$Mg(CB_{11}H_{12})_2$溶液为电解质溶液。下列说法正确的是(B)


A.充电时，$Mg$电极为阳极
B.放电时，正极区存在反应：$MgPTO + 2e^- + Mg^{2+} \longrightarrow Mg_2PTO$
C.放电时，$PTO$能通过$GO$膜进入左室
D.充电时，外电路转移$0.1\ mol$电子，左边电极质量减少$1.2\ g$

答案： 2.B　放电时$Mg$电极失电子转化为$Mg^{2+}$，$Mg$电极为负极，发生氧化反应$Mg-2e^-=Mg^{2+}$；$PTO$电极为正极，发生还原反应$PTO + 2e^- + Mg^{2+}=MgPTO$、$MgPTO + 2e^- + Mg^{2+}=Mg_2PTO$；充电时$Mg$电极为阴极，发生还原反应$Mg^{2+} + 2e^-=Mg$；$PTO$电极为阳极，发生氧化反应$Mg_2PTO-2e^-=PTO + Mg^{2+}$。放电时，$Mg$为负极，充电时$Mg$为阴极，故A错误；放电时，$PTO$电极为正极，发生还原反应$PTO + 2e^- + Mg^{2+}=MgPTO$、$MgPTO + 2e^- + Mg^{2+}=Mg_2PTO$，故B正确；图中$GO$膜只允许$Mg^{2+}$通过，能阻止$PTO$进入左极室，故C错误；充电时，外电路转移$0.1\ mol$电子，左侧反应为$Mg^{2+} + 2e^-=Mg$，左侧有$0.05\ mol\ Mg^{2+}$转化成$Mg$，使得左边电极质量增加$1.2\ g$，故D错误；选B。

3.(2025·广东深圳一模)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的$Zn–NH_3$电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(D)


A.放电时，负极反应为$Zn + 4OH^- - 2e^- \longrightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$
B.充电时，阴极室电解质溶液pH增大
C.复合石墨电极表面，放电时析出$H_2$，充电时析出$N_2$
D.充电时，每生成$3\ mol\ Zn$，阳极室溶液质量减少$28\ g$

答案： 3.D　根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子与氢氧根离子结合生成$[Zn(OH)_4]^{2-}$，负极的电极反应式为$Zn + 4OH^- - 2e^- = [Zn(OH)_4]^{2-}$，A正确；充电时，阴极的反应为$[Zn(OH)_4]^{2-} + 2e^-=Zn + 4OH^-$，当转移$2\ mol$电子时，生成$4\ mol\ OH^-$，有$2\ mol\ OH^-$透过阴离子交换膜移向右侧，故阴极室电解质溶液$pH$增大，B正确；由分析的电极反应可知，复合石墨电极表面，放电时析出$H_2$，充电时析出$N_2$，C正确；充电时，外电路转移$6\ mol$电子，阳极生成$1\ mol$氮气，同时会有$6\ mol\ OH^-$透过阴离子交换膜移向阳极室，故阳极室质量增加$6\ mol × 17\ g · mol^{-1} - 28\ g=74\ g$，D错误；故选D。