2022届高考全国通用化学108所名校押题
密押点睛
我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO2//石墨毡)在酸性环境中可充电的电池，其放电时的工作原理如图所示： 下列说法正确的是( )
B．充电时，有机电极和外接电源的正极相连
C．放电时，MnO2/石墨毡电极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2强制系统+4H+
D．充电时，每生成2molHQ，理论上外电路中转移电子数为8mol
【答案】D
【解析】根据左边图中Mn元素的化合价判断两个电极，右侧是正极，左侧是负极，根据正极发生还原反应，负极发生氧化反应进行判断，原电池充电时根据负极接电源的负极，正极接电源的正极，利用化合价的变化书写电极反应，利用电荷、原子等守恒进行配平；根据电极反应中化合价的变化判断电子转移数。A项，根据放电时的工作原理图可知，MnO2//石墨毡电极上MnO2→Mn2+，MnO2发生得电子的还原反应，则MnO2//石墨毡电极为正极，正极反应式为MnO2+2e-+4H衰变池+=Mn2++2H2O，有机电极为负极，负极反应式为HQ-4e-=PTO+4H+，放电时，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。由装置图可知，放电时MnO2//石墨毡电极上MnO2→Mn2+，MnO2发生得电子的还原反应，则MnO2//石墨毡电极为正极，A错误；B项，有机电极为负极，因此充电时，有机电极和外接电源的负极相连，B错误；C项，放电时，MnO2//石墨毡电极为正极，正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C错误；D项，由装置图可知，放电时有机电极上HQ→PTO，即电极反应式为HQ-4e-=PTO+4H+，所以充电时，每消耗2molPTO，理论上
外电路中转移电子数为8mol，D正确；故选D。
【押题理由】
电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
【考前秘笈】
1．(2022·广东省梅州市二模)《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿方法，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．a极为正极，发生还原反应
B．X膜为阳离子交换膜
C．当外电路通过2mol e-时，消耗22.4L O2
D．该装置可实现化学能与电能间的完全转化
【答案】B
家用水果榨汁机【解析】本题中通入H2的a极发生氧化反应，是原电池的负极，其电极反应式为：H2-2e-=2H+。通入O2的b极发生还原反应，是原电池的正极，考虑到最终产物为H2O2，故其电极反应式为：H2O+O2+2e储物柜电子锁-=HO2-+OH消防管道防冻-。负极生成的H+通过阳离子交换膜进入到电解质中，正极生成的HO2-通过阴离子交换膜进入到电解质中，二者结合得到H2O2。A项，在该原电池中，a极通入氢气，发生氧化反应，是原电池的负极，A项错误；B项，a极生成的H+需要穿过X膜进入到电解质中与HO2-结合，X膜是阳离子交换膜，B项正确；C项，当外电路流过2mol e-时，根据b极的电极反应式可知需要消耗1mol O2，但本题中未指明是否为标准状况，不能确定O2体积一定为22.4L，C项错误；D项，原电池不可能实现化学能与电能的完全转化，还有一部分化学能会转化为其他形式的能量，如内能，D项错误；故选B。
2．(押考法- 新型电源)我国科学家研究出一种新型水系Zn-C2H2电池(结构如图)，既能实现乙炔加氢又能发电，其开路电位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn-CO2电池，同时这种电池设计可广泛适用于其他炔烃。已知放电时Zn转化为ZnO，电池工作时下列说法正确的是( )
A．电流由b极经外电路流向a电极
B．右侧极室中c(KOH)增大
C．a极的电极反应式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-
D．每有0.2 mol OH- 通过阴离子交换膜，a极消耗2.24 L C2H2
【答案】C
【解析】已知放电时Zn转化为ZnO，则b极上Zn失电子被氧化，为电池的负极，负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O；a为正极，正极上C2H2得电子产生C2H4，电极反应式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-，电极总反应式为C2H2+Zn+H2O=C2H4+ ZnO。A项，电流由正极a极经外电路流向负极b电极，A错误；B项，b电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，故右侧极室中c(KOH)减小，B错误；C项，a极的电极反应式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-，选项C正确；D项，根据反应C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-可知，每有0.2 mol OH- 通过阴离子交换膜，a极消耗0.1molC2H2，但没说明标准状况下，不一定为2.24 L，选项D错误；故选C。
3．(押热点-二次电池)某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B为硬碳，充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法不正确的是( )
A．充电时，电极B与外接直流电源的负极相连
B．放电时，外电路通过a mol电子时，A电极电解质损失a mol Na+
C．放电时，电极A为正极，反应可表示为Na1-xTMO2+ xNa+ + xe-= NaTMO2
D．电池总反应可表示为Na1-xTMO2+ NaxC = NaTMO2+ C
【答案】B
【解析】充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中，则硬碳为电解池的阴极，为电池的负极，即电极B为电池的负极，A为电池的正极。A项，电极B为电池的负极，充电时，与外接直流电源的负极相连，A正确；B项，放电时，A电极(正极)电极反应式为Na1-xTMO2+ xNa+ + xe-= NaTMO2，Na+从负极向A电极迁移，然后参与电极反应，故A电极电解质中不损失Na+，B错误；C项，放电时，为原电池装置，A为正极，钠离子转化为Na嵌入含钠过渡金属氧化物中，电极反应式为Na1-xTMO2+ xNa+ + xe-= NaTMO2，C正确；D项，A为电池的正极，电极反应式为Na1-xTMO2+ xNa+ + xe-= NaTMO2，B为电池的负极，放电时硬碳中的钠失电子变为钠离子脱落，然后向正极迁移，NaxC-xe-=C+xNa+，正极反应+负极反应可得总反应为Na1-xTMO2+ NaxC = NaTMO2+ C，D正确；故选B。
4．(2022·湖北省部分重点中学高三联考)为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如下图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是( )
A．蓄电时，碳锰电极附近溶液pH变小
B．蓄电时，图中右侧电解池发生的总反应为2ZnO2Zn+O2↑
C．放电时，每消耗1molMnO2，理论上有4molH+由双极膜向碳锰电极迁移
D．理论上，该电化学装置运行过程中不需要补充H2SO4和KOH
【答案】C
【解析】当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态，即为电解池，H+得电子生成H2，H元素化合价降低，则为阴极，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极；ZnO得电子生成Zn，则锌电极为阴极；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态，即原电池，锌电极为负极，碳锰电极为正极。A项，蓄电时即为电解池，Mn2+失电子生成MnO2，电极反应为Mn2+-2e-t100k+2H2O = MnO2+4H+，溶液pH变小，A正确；B项，蓄电时，右侧电解池中ZnO得电子生成Zn，电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-，OH-失电子生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O，发生的总反应为2ZnO2Zn+O2↑，B正确；C项，放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，每消耗1mol MnO2，需要消耗4mol H+，但碳锰电极只生成2mol正电荷，剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧，因此理论上有2mol H+由双极膜向碳锰电极迁移，C不正确；D项，该电化学装置运行过程中H+得电子生成H2，但实际过程为消耗了溶剂水，氢离子浓度增大，OH-失电子生成O2，但实际也消耗了溶剂水，氢氧根离子浓度同样增大，则不需要不断补充H2SO4和KOH溶液，D正确；故选C。
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