《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

8. (2022·全国甲卷,6分)一种水性电解液${Zn - MnO_{2}}$离子选择双隔膜电池如图所示[${KOH}$溶液中,${Zn^{2+}}$以${Zn(OH)^{2-}_{4}}$存在]。电池放电时,下列叙述错误的是 (B)


A.Ⅱ区的${K^{+}}$通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的${SO^{2-}_{4}}$通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.${MnO_{2}}$电极反应:${MnO_{2} + 4H^{+} + 2e^{-}\xlongequal{}Mn^{2+} + 2H_{2}O}$
D.电池总反应:${Zn + 4OH^{-} + MnO_{2} + 4H^{+}\xlongequal{}Zn(OH)^{2-}_{4} + Mn^{2+} + 2H_{2}O}$

答案： 8.A 原电池原理 由图示装置可确定Zn电极为负极，MnO₂电极为正极。电池工作时，III区的K⁺通过隔膜向II区移动，A错误；I区的SO₄²⁻通过隔膜向II区移动，使II区生成K₂SO₄，B正确；MnO₂在酸性条件下得电子被还原为Mn²⁺，故正极反应式为MnO₂+4H⁺+2e⁻=Mn²⁺+2H₂O，C正确；根据图示装置可写出负极反应式为Zn−2e⁻+4OH⁻=Zn(OH)₄²⁻，结合正极反应式可写出该电池的总反应为Zn+4OH⁻+MnO₂+4H⁺=Zn(OH)₄²⁻+Mn²⁺+2H₂O，D正确。

9. (2021·湖南卷,3分)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示:

下列说法错误的是 (B)

A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中${ZnBr_{2}}$的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为${Zn^{2+} + 2e^{-}\xlongequal{}Zn}$
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过

答案：
9.B 原电池原理

结合题中信息可知Zn电极为负极，Br₂活性电极为正极，即M极为负极，N极为正极，A项正确；放电时M极Zn失去电子生成Zn²⁺，正极生成的Br⁻向负极迁移，导致左侧贮液器中ZnBr₂的浓度不断增大，B项错误；充电时，M极为阴极，Zn²⁺得到电子被还原为Zn，电极反应式为Zn²⁺+2e⁻=Zn，C项正确；该电池放电和充电时，隔膜允许阳离子和阴离子通过，D项正确。

10. (2025·北京卷,节选,6分)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
(1)十九世纪,铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理:
${PbO_{2} + Pb + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal[充电]{放电} 2PbSO_{4} + 2H_{2}O}$
①充电时,阴极发生的电极反应为PbSO₄+2e⁻=Pb+SO₄²⁻。
②放电时,产生$a$库仑电量,消耗${H_{2}SO_{4}}$的物质的量为$\frac{a}{96500}$$mol$。
已知:转移$1\ mol$电子所产生的电量为$96\ 500$库仑。
③$35\%～40\%{H_{2}SO_{4}}$作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力,${SO^{2-}_{4}}$参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中${SO^{2-}_{4}}$不氧化${Pb}$,${SO^{2-}_{4}}$氧化性弱与其结构有关,${SO^{2-}_{4}}$的空间结构是正四面体形。
④铅酸电池储存过程中,存在化学能的缓慢消耗:${PbO_{2}}$电极在${H_{2}SO_{4}}$作用下产生的${O_{2}}$可将${Pb}$电极氧化。${O_{2}}$氧化${Pb}$发生反应的化学方程式为O₂+2Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。

答案： 10.(6分)
(1)①PbSO₄+2e⁻=Pb+SO₄²⁻ ②$\frac{a}{96500}$③正四面体形
④O₂+2Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O
【解析】铅酸电池
(1)①充电时阴极PbSO₄放电，酸性环境中，电极反应为PbSO₄+2e⁻=Pb+SO₄²⁻。②放电时产生a库仑电量，转移电子的物质的量为$\frac{a}{96500}$mol，根据电极反应式，2H₂SO₄~2e⁻，则消耗H₂SO₄的物质的量为$\frac{a}{96500}$mol。
③SO₄²⁻中S原子与O形成4个σ键，S的孤电子对数为0，则S的价层电子对数目为4，空间构型为正四面体形。④O₂与Pb发生反应，Pb的价态升高，由于O₂是PbO₂电极在H₂SO₄作用下产生的，可以推测Pb被氧化后的价态为+2价，在硫酸环境中生成物应该为PbSO₄，故反应为2Pb+O₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。
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