1．(2024·遼寧卷)某鋰離子電池電極材料結構如圖。結構1是鈷硫化物晶胞的一部分，可代表其組成和結構；晶胞2是充電后的晶胞結構；所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是()A．結構1鈷硫化物的化學式為Co9S8B．晶胞2中S與S的最短距離為eq\f(\r(3),2)aC．晶胞2中距Li最近的S有4個D．晶胞2和晶胞3表示同一晶體答案：B解析：由均攤法得，結構1中含有Co的數目為4＋4×eq\f(1,8)＝4.5，含有S的數目為1＋12×eq\f(1,4)＝4，Co與S的原子個數比為9∶8，因此結構1的化學式為Co9S8，A正確；由圖可知，晶胞2中S與S的最短距離為面對角線的eq\f(1,2)，晶胞邊長為a，即S與S的最短距離為eq\f(\r(2),2)a，B錯誤；如圖：，以圖中圈出的Li為例，與其最近的S共4個，C正確；如圖，當兩個晶胞2放在一起時，圖中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶體，D正確。2．(2024·安徽卷)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導電氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和導電時Li＋遷移過程如圖所示。已知該氧化物中Ti為＋4價，La為＋3價。下列說法錯誤的是()A．導電時，Ti和La的價態不變B．若x＝eq\f(1,3)，Li＋與空位的數目相等C．與體心最鄰近的O原子數為12D．導電時、空位移動方向與電流方向相反答案：B解析：根據題意，導電時Li＋發生遷移，化合價不變，則Ti和La的價態不變，A正確；根據“均攤法”，1個晶胞中含Ti：8×eq\f(1,8)＝1個，含O：12×eq\f(1,4)＝3個，含La或Li或空位共1個，若x＝eq\f(1,3)，則La和空位共eq\f(2,3)，N(La)＋N(空位)＝eq\f(2,3)，結合化合物中正負化合價代數和為0，可得(＋1)×eq\f(1,3)＋(＋3)×N(La)＋(＋4)×1＋(－2)×3＝0，解得N(La)＝eq\f(5,9)、N(空位)＝eq\f(1,9)，Li＋與空位數目不相等，B錯誤；由立方晶胞的結構可知，與體心最鄰近的O原子數為12，即位于棱心的12個O原子，C正確；導電時Li＋向陰極移動，即與電流方向相同，則空位移動方向與電流方向相反，D正確。3．(2024·湖北卷)我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學催化合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H＋和OH－在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲醛轉化為HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O。Cu電極上發生的電子轉移反應為[OCH2O]2－－e－=HCOO－＋Heq\a\vs4\al\co1(·)。下列說法錯誤的是()A．電解一段時間后陽極區c(OH－)減小B．理論上生成1molH3N＋CH2COOH雙極膜中有4molH2O解離C．陽極總反應式為2HCHO＋4OH－－2e－=2HCOO－＋H2↑＋2H2OD．陰極區存在反應H2C2O4＋2H＋＋2e－=CHOCOOH＋H2O答案：B解析：在KOH溶液中HCHO轉化為HOCH2O－：HCHO＋OH－→HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－[OCH2O]2－＋H2O，Cu電極上發生的電子轉移反應為[OCH2O]2－－e－=HCOO－＋Heq\a\vs4\al\co1(·)，Heq\a\vs4\al\co1(·)結合成H2，Cu電極為陽極；PbCu電極為陰極，首先HOOC—COOH在Pb上發生得電子的還原反應轉化為OHC—COOH：H2C2O4＋2e－＋2H＋=OHC—COOH＋H2O，OHC—COOH與HO—N＋H3反應生成HOOC—CH=N—OH：OHC—COOH＋HO—N＋H3→HOOC—CH=N—OH＋H2O＋H＋，HOOC—CH=N—OH發生得電子的還原反應轉化成H3N＋CH2COOH：HOOC—CH=N—OH＋4e－＋5H＋=H3N＋CH2COOH＋H2O。根據分析，陰極區的總反應為H2C2O4＋HO—N＋H3＋6e－＋6H＋=H3N＋CH2COOH＋3H2O，每轉移1mole－就有1molH2O解離成1molH＋和1molOH－，故理論上生成1molH3N＋CH2COOH雙極膜中有6molH2O解離，B錯誤。4．(2023·湖南卷)葡萄糖酸鈣是一種重要的補鈣劑，工業上以葡萄糖、碳酸鈣為原料，在溴化鈉溶液中采用間接電氧化反應制備葡萄糖酸鈣，其陽極區反應過程如下：下列說法錯誤的是()A．溴化鈉起催化和導電作用B．每生成1mol葡萄糖酸鈣，理論上電路中轉移了2mol電子C．葡萄糖酸能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的產物D．葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應答案：B解析：由題圖中信息可知，2molBr－在陽極上失去2mol電子后生成1molBr2，1molBr2與H2O反應生成1molHBrO，1molHBrO與1mol葡萄糖反應生成1mol葡萄糖酸，1mol葡萄糖酸與足量的碳酸鈣反應可生成0.5mol葡萄糖酸鈣，因此，每生成1mol葡萄糖酸鈣，理論上電路中轉移了4mol電子，B錯誤。5．(2023·北京卷)回收利用工業廢氣中的CO2和SO2，實驗原理示意圖如下。下列說法不正確的是()A．廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2D．裝置b中的總反應為SOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))HCOOH＋SOeq\o\al(2－,4)答案：C解析：裝置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2氣體，CO2與NaHCO3溶液不反應，不能吸收CO2，C錯誤。6．(2023·全國甲卷)用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．析氫反應發生在IrOx-Ti電極上B．Cl－從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C．陰極發生的反應有：2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每轉移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標準狀況)答案：C解析：由題圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發生氧化反應生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發生還原反應生成乙烯、乙醇等，電極反應式為2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－=C2H5OH＋3H2O等，電解池工作時，氫離子通過質子交換膜由陽極室進入陰極室。析氫反應為還原反應，應在陰極發生，即在銅電極上發生，A錯誤；離子交換膜為質子交換膜，只允許氫離子通過，Cl－不能通過，B錯誤；根據陽極電極反應式知，每轉移1mol電子，生成0.25molO2，在標準狀況下體積為5.6L，D錯誤。7．(2023·重慶卷)電化學合成是一種綠色高效的合成方法，如圖是在酸性介質中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯誤的是()A．電極a為陰極B．H＋從電極b移向電極aC．電極b發生的反應為＋2H2O－6e－=＋6H＋D．生成3mol半胱氨酸的同時生成1mol煙酸答案：D解析：由題圖可知電極a發生還原反應：＋2e－＋2H＋=，電極a為陰極，電極b發生氧化反應：＋2H2O－6e－=＋6H＋，電極b為陽極。由分析可知A、C正確；H＋從陽極移向陰極，B正確；根據得失電子守恒知，生成6mol半胱氨酸的同時生成1mol煙酸，D錯誤。8．(2023·河北卷)我國科學家發明了一種以和MnO2為電極材料的新型電池，其內部結構如圖所示，其中①區、②區、③區電解質溶液的酸堿性不同。放電時，電極材料轉化為。下列說法錯誤的是()A．充電時，b電極上發生還原反應B．充電時，外電源的正極連接b電極C．放電時，①區溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向②區遷移D．放電時，a電極的電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O答案：B解析：放電時，電極材料轉化為，是原電池的負極，電極反應為=＋2nK＋，陽離子通過陽離子交換膜進入②區；二氧化錳得到電子變成錳離子，是原電池的正極，電極反應：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，陽離子減少，多余的陰離子需要通過陰離子交換膜進入②區。充電時，b電極上得到電子，發生還原反應，A正確；充電時，外電源的正極連接a電極，B錯誤；放電時，①區溶液中多余的SOeq\o\al(2－,4)向②區遷移，C正確；放電時，a電極為正極，電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D正確。9．(2022·重慶高考)硝酮是重要的有機合成中間體，可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主要成分及反應過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．惰性電極2為陽極B．反應前后WOeq\o\al(2－,4)/WOeq\o\al(2－,5)數量不變C．消耗1mol氧氣，可得到1mol硝酮D．外電路通過1mol電子，可得到1mol水答案：C解析：陽極區反應為2Br－－2e－=Br2、Br2＋→＋2HBr；陰極區反應為O2＋2e－＋2H＋=H2O2、H2O2＋WOeq\o\al(2－,4)=H2O＋WOeq\o\al(2－,5)，WOeq\o\al(2－,5)＋→＋WOeq\o\al(2－,4)＋H2O；制備硝酮的總反應為＋O2→＋2H2O。惰性電極2上Br－轉化為Br2，發生氧化反應，為陽極，A正確；由總反應可知，反應前后WOeq\o\al(2－,4)/WOeq\o\al(2－,5)數量不變，B正確；根據總反應知，消耗1mol氧氣，可得到2mol硝酮，C錯誤；根據陰極區反應知，外電路通過1mol電子，可得到1mol水，D正確。10．(2022·山東高考改編)Cu2－xSe是一種鈉離子電池正極材料，充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內未標出因放電產生的0價Cu原子。下列說法不正確的是()A．每個Cu2－xSe晶胞中Cu2＋個數為4xB．每個Na2Se晶胞完全轉化為Cu2－xSe晶胞，轉移電子數為8C．每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數為1－xD．當NayCu2－xSe轉化為NaCuSe時，每轉移(1－y)mol電子，產生(1－x)molCu原子答案：C解析：由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，位于體內的銅離子和亞銅離子的個數之和為8，設晶胞中的銅離子和亞銅離子的個數分別為a和b，則a＋b＝8－4x，由化合價代數和為0可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A正確；Na2Se轉化為Cu2－xSe的電極反應式為Na2Se－2e－＋(2－x)Cu=Cu2－xSe＋2Na＋，由晶胞結構可知，每個晶胞中含有4個Na2Se，轉移電子數為8，故B正確；Cu2－xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為Cu2－xSe＋e－＋Na＋=NaCuSe＋(1－x)Cu，由晶胞結構可知，每個晶胞中含有4個NaCuSe，晶胞中0價銅原子的個數為(4－4x)，故C錯誤；NayCu2－xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為NayCu2－xSe＋(1－y)e－＋(1－y)Na＋=NaCuSe＋(1－x)Cu，所以每轉移(1－y)mol電子，產生(1－x)molCu原子，故D正確。1．(2024·沈陽市高中三年級教學質量監測)環氧乙烷(，簡稱EO)是一種重要的工業原料和消毒劑。由乙烯經電解制備EO的原理示意圖如下，下列說法中錯誤的是()A．電極1連接外接電源的正極B．電極2的電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑C．溶液a可能含有兩種溶質，溶液b可循環使用D．離子膜可選擇性地透過H＋和K＋答案：B解析：從題圖中可知，電極1上Cl－失電子生成Cl2，電極1為陽極，生成的氯氣與水反應生成HClO，HClO與CH2=CH2反應生成HOCH2CH2Cl，電極2為陰極，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，鉀離子可通過離子膜向下層移動，溶液a為KOH和KCl的混合溶液，KOH與HOCH2CH2Cl反應生成環氧乙烷和KCl溶液，溶液b為KCl溶液。電極2上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B錯誤。2．(2024·內蒙古呼和浩特市高三質檢)己二腈[NC(CH2)4CN]是制尼龍-66的原料，利用丙烯腈(CH2=CHCN，不溶于水)為原料、四甲基溴化銨[(CH3)4NBr]為鹽溶液制備己二腈的電化學合成裝置如圖所示，其總反應為4CH2=CHCN＋2H2O=2NC(CH2)4CN＋O2↑。下列說法正確的是()A．電解過程中，H＋向電極b移動B．電極a的電極反應為2CH2=CHCN＋2H＋－2e－=NC(CH2)4CNC．當電路中轉移1mole－時，陽極室溶液質量增加9gD．(CH3)4NBr在電化學合成中作電解質，并有利于丙烯腈的溶解答案：D解析：由題圖結合總反應可知，a極上丙烯腈得到電子發生還原反應生成己二腈：2CH2=CHCN＋2H＋＋2e－=NC(CH2)4CN，則a為陰極，b為陽極，b極中水失去電子發生氧化反應生成氧氣：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，電解過程中陽離子向陰極移動，故H＋向電極a移動，A、B錯誤；當電路中轉移1mole－時，陽極室生成0.25mol氧氣(質量為8g)，同時有1mol氫離子(質量為1g)進入陰極區，故溶液質量減少9g，C錯誤。3．(2024·海淀區高三期末)LiMn2O4為尖晶石型錳系鋰離子電池材料，其晶胞由8個立方單元組成，這8個立方單元可分為A、B兩種類型(如圖所示)。電池充電過程的總反應可表示為LiMn2O4＋C6=Li1－xMn2O4＋LixC6。已知：充、放電前后晶體中錳的化合價只有＋3、＋4，分別表示為Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)。下列說法不正確的是()A．每個晶胞含8個Li＋B．B立方單元中Mn、O原子個數比為1∶2C．放電時，正極反應為Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－=LiMn2O4D．若x＝0.6，則充電后材料中Mn(Ⅲ)與Mn(Ⅳ)的數目比為1∶4答案：B解析：由A立方單元可知，一個A中含2個Li＋，一個晶胞含4個A，所以每個晶胞含8個Li＋，A正確；由B立方單元及均攤法可知，B中Mn原子個數為1＋6×eq\f(1,4)＝eq\f(5,2)，O原子個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則Mn、O原子個數比為eq\f(5,2)∶4＝5∶8，B錯誤；根據充電過程總反應知，放電時，正極Li1－xMn2O4發生還原反應，電極反應為Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－=LiMn2O4，C正確；若x＝0.6，則Li1－xMn2O4為Li0.4Mn2O4，設Mn(Ⅲ)與Mn(Ⅳ)的數目分別為a、b，則a＋b＝2，0.4＋3a＋4b＝8，解得a＝0.4，b＝1.6，所以Mn(Ⅲ)與Mn(Ⅳ)的數目比為0.4∶1.6＝1∶4，D正確。4．(2024·武漢市高三年級調研考試)我國科技工作者設計了一種CO2轉化的多功能光電化學平臺，實現了CO生產與塑料到化學品的協同轉化，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．光催化電極的電勢：a>bB．電池工作時，負極區溶液的pH減小C．正極區的電極反應為CO2＋2e－＋2HCOeq\o\al(－,3)=CO＋2COeq\o\al(