《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

10. (2023·全国乙卷,6分)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:${\frac{1}{2}S_{8} + e^{-}\to \frac{1}{2}S^{2-}_{8}}$,${\frac{1}{2}S^{2-}_{8} + e^{-}\to S^{2-}_{4}}$,${2Na^{+} + \frac{x}{4}S^{2-}_{4} + 2(1 - \frac{x}{4})e^{-}\to Na_{2}S_{x}}$

下列叙述错误的是 (A)

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$a\tob$
C.放电时正极反应为:${2Na^{+} + \frac{x}{8}S_{8} + 2e^{-}\to Na_{2}S_{x}}$
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能

答案： 10.A 原电池原理
【电池分析】由题可知：钠−硫电池中，钠单质为活泼金属，易失电子作负极，充电时作阴极；硫单质为非金属，易得电子作正极，充电时作阳极。
充电时阳离子向阴极移动，即Na⁺向钠电极移动，在钠电极上得电子变为钠单质，A错误；放电时该装置是原电池，电子从负极流出，经外电路流向正极，B正确；放电时正极发生还原反应，从得失电子和电荷守恒角度可知正极反应，C正确；炭化纤维素纸主要成分是碳，由题意可知，涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸的作用是增强电极导电性，D正确。
真题互鉴
2017年全国Ⅲ卷11题为锂硫电池，与本题情境稍有区别，但是两题均以硫的变价问题对电化学知识进行考查。

1. (2025·1月浙江卷,3分)一种可充放电${Li - O_{2}}$电池的结构示意图如图所示。该电池放电时,产物为${Li_{2}O}$和${Li_{2}O_{2}}$,随温度升高$Q$(消耗$1\ mol\ {O_{2}}$转移的电子数)增大。

下列说法不正确的是 (C)

A.熔融盐中${LiNO_{3}}$的物质的量分数影响充放电速率
B.充放电时,${Li^{+}}$优先于${K^{+}}$通过固态电解质膜
C.放电时,随温度升高$Q$增大,是因为正极区${O^{2-}}$转化为${O^{2-}_{2}}$
D.充电时,锂电极接电源负极

答案：
1.C 原电池与电解池工作原理

电池总反应方程式为$2Li+O₂\overset{放电}{\underset{充电}{\rightleftharpoons}}Li₂O₂$与$4Li+O₂\overset{放电}{\underset{充电}{\rightleftharpoons}}2Li₂O，$有Li⁺的迁移，因此熔融盐中LiNO₃的物质的量分数影响充放电速率，A正确；因Li⁺的半径比K⁺小，再结合产物的成分，可知Li⁺优先通过固态电解质膜的孔隙，B正确；由题给信息，Q是消耗1molO₂转移的电子数，放电时，正极O₂得到电子，O₂得到电子越多化合价降低越多，因此随温度升高Q增大，正极区O₂²⁻转化为O²⁻，C错误；充电时，锂电极为阴极，与外接电源负极相连，D正确。

2. (2025·广东卷,3分)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 (D)


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

答案：
2.D 电化学原理

充电时，电池正极与电源正极相连，作阳极，A正确；由放电时II极室的电极反应可知放电时II极室中溶液的pH升高，B错误；16gS的物质的量为0.5mol，充电时，理论上16gS完全反应能转移1mole⁻，能提供的理论容量为26.8A·h，D正确。

3. (2025·山东卷,4分,不定项)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是 (BC)


A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时,a极为负极
C.充电时,隔膜两侧溶液${Fe^{2+}}$浓度均减小
D.理论上,${Fe^{3+}}$每减少$1\ mol$,${Fe^{2+}}$总量相应增加$2\ mol$

答案：
3.BC 电化学

图示中Fe²⁺和Fe³⁺/Fe²⁺在两极循环，故隔膜应为阴离子交换膜，A错误；由【电池分析】可知，B正确；由电极反应式可知，充电时两侧溶液中Fe²⁺浓度均减小，C正确；正极Fe³⁺~e⁻~Fe²⁺，负极e⁻~0.5Fe²⁺，故Fe³⁺每减少1mol，Fe²⁺总量增加1.5mol，D错误。