《2026年新高考5年真题化学河北专版》

13. [2024·广西卷,9T,3 分]某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了 NaPF₆的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入 PbSe 中的 Na 变成 Na⁺后脱嵌。下列说法错误的是(A)

A.外电路通过 1 mol 电子时,理论上两电极质量变化的差值为 23 g
B.充电时,阳极电极反应为:Na₃V₂(PO₄)₃ - xe⁻ = Na₃ - xV₂(PO₄)₃ + xNa⁺
C.放电一段时间后,电解质溶液中的 Na⁺浓度基本保持不变
D.电解质溶液不能用 NaPF₆的水溶液替换

答案：
13. 参考答案 A
命题意图 本题以新型钠离子二次电池为载体，考查电极反应、电化学计算、电解质中离子浓度变化等知识，体现了“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
解题思路 放电时嵌入${PbSe}$中的${Na}$变成${Na^{+}}$后脱嵌，则右侧电极为负极，则左侧电极为正极。外电路通过$1\ mol$电子时，负极有$1\ mol\ {Na}$失电子生成${Na^{+}}$进入右侧溶液，溶液中有$1\ mol\ {Na^{+}}$通过隔膜从右侧进入左侧，并与正极的${Na_{3 - x}V_{2}(PO_{4})_{3}}$结合，则理论上两电极质量变化的差值为$2\ mol × 23\ g·mol^{-1} = 46\ g$，A项错误。充电时，左侧电极为阳极，${Na_{3}V_{2}(PO_{4})_{3}}$失电子生成${Na_{3 - x}V_{2}(PO_{4})_{3}}$，B项正确。放电时，电池的总反应为${xNa + Na_{3 - x}V_{2}(PO_{4})_{3} = Na_{3}V_{2}(PO_{4})_{3}}$，故电解质溶液中的${Na^{+}}$浓度基本保持不变，C项正确。${Na}$能与水反应，所以电解质溶液不能用${NaPF_{6}}$的水溶液替换，D项正确。
电池分析
放电：${Na_{3 - x}V_{2}(PO_{4})_{3} + xe^{-} + xNa^{+} = Na_{3}V_{2}(PO_{4})_{3}}$；${Na - e^{-} = Na^{+}}$
充电：${Na_{3}V_{2}(PO_{4})_{3} - xe^{-} = Na_{3 - x}V_{2}(PO_{4})_{3} + xNa^{+}}$；${Na^{+} + e^{-} = Na}$

14. [2024·湖北卷,14T,3 分]我国科学家设计了一种双位点 PbCu 电催化剂,用 H₂C₂O₄和 NH₂OH 电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中 H₂O 解离的 H⁺和 OH⁻在电场作用下向两极迁移。已知在 KOH 溶液中,甲醛转化为 HOCH₂⁻,存在平衡 HOCH₂⁻ + OH⁻ $\xlongequal{}$ [OCH₂O]²⁻ + H₂O。Cu 电极上发生的电子转移反应为[OCH₂O]²⁻ - e⁻ $\xlongequal{}$ HCOO⁻ + H·。下列说法错误的是(B)

A.电解一段时间后阳极区 c(OH⁻)减小
B.理论上生成 1 mol H₃N⁺CH₂COOH 双极膜中有 4 mol H₂O 解离
C.阳极总反应式为 2HCHO + 4OH⁻ - 2e⁻ = 2HCOO⁻ + H₂↑ + 2H₂O
D.阴极区存在反应 H₂C₂O₄ + 2H⁺ + 2e⁻ = CHOCCOOH + H₂O

答案： 14. 参考答案 B
命题意图 本题以电催化合成甘氨酸为素材，意在考查考生的识图能力以及理解分析能力，体现了“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
解题思路 在${KOH}$溶液中${HCHO}$转化为${HOCH_{2}O^{-}}$，存在平衡${HOCH_{2}O^{-} + OH^{-} ⇌ [OCH_{2}O]^{2-} + H_{2}O}$，${Cu}$电极上发生的电子转移反应为${[OCH_{2}O]^{2-} - e^{-} = HCOO^{-} + H·}$，${H·}$结合成${H_{2}}$，${Cu}$电极为阳极；${PbCu}$电极为阴极，首先${HOOC - COOH}$在${Pb}$上发生得电子的还原反应转化为${OHC - COOH}$，反应为${H_{2}C_{2}O_{4} + 2e^{-} + 2H^{+} = OHC - COOH + H_{2}O}$，${OHC - COOH}$与${HO - N^{+}H_{3}}$反应生成${HOOC - CH = N - OH}$，反应为${OHC - COOH + HO - N^{+}H_{3} \longrightarrow HOOC - CH = N - OH + H_{2}O + H^{+}}$，${HOOC - CH = N - OH}$发生得电子的还原反应转化成${H_{3}N^{+}CH_{2}COOH}$，反应为${HOOC - CH = N - OH + 4e^{-} + 5H^{+} = H_{3}N^{+}CH_{2}COOH + H_{2}O}$。双极膜中解离的${H^{+}}$向阴极（${PbCu}$电极）移动，${OH^{-}}$向阳极（${Cu}$电极）移动。电解过程中，阳极总反应式为${2HCHO + 4OH^{-} - 2e^{-} = 2HCOO^{-} + H_{2}\uparrow + 2H_{2}O}$，根据电荷守恒和转移电子守恒，阳极区每消耗$4\ mol\ {OH^{-}}$，双极膜解离出$2\ mol\ {OH^{-}}$移向阳极，故电解一段时间后阳极区$c{(OH^{-})}$减小，A、C项均正确。阴极区的总反应为${H_{2}C_{2}O_{4} + HO - N^{+}H_{3} + 6e^{-} + 6H^{+} = H_{3}N^{+}CH_{2}COOH + 3H_{2}O}$，理论上生成$1\ mol\ {H_{3}N^{+}CH_{2}COOH}$转移$6\ mol\ {e^{-}}$，则双极膜中有$6\ mol\ {H^{+}}$移向阴极，即双极膜中有$6\ mol\ {H_{2}O}$解离，B项错误。阴极区的${Pb}$上发生反应${H_{2}C_{2}O_{4} + 2e^{-} + 2H^{+} = CHOCOOH + H_{2}O}$，D项正确。

15. [2024·浙江 6 月卷,13T,3 分]金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图:
下列说法正确的是(B)

A.图甲、图乙中,阳极材料本身均失去电子
B.图乙中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应 O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻
C.图乙中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图甲、图乙中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应

答案： 15. 参考答案 B
命题意图 本题以对海水中钢闸门的防腐措施为素材，考查牺牲阳极法和外加电流法的机理，体现了“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”化学学科核心素养。
解题思路 图甲中牺牲阳极一般为较活泼金属，作为原电池的负极，其失去电子被氧化。图乙中辅助阳极为惰性电极，其本身材料不失去电子，A项错误。图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子过多，除了水放电外，海水中溶解的${O_{2}}$也会得电子发生还原反应，电极反应为${O_{2} + 4e^{-} + 2H_{2}O = 4OH^{-}}$，B项正确。图乙为外加电流法，腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C项错误。图甲、图乙中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了钢闸门发生腐蚀，但是牺牲阳极和辅助阳极上均发生了氧化反应，D项错误。