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1、第第3737讲多池、多室的电化学装置讲多池、多室的电化学装置1会判断多池装置中的原电池和电解池，能根据电化学原理进行正确分析。2了解离子交换膜的分类及特点，能够根据电化学原理分析“膜”在装置中的作用。01考点梳理考点梳理 高效演练高效演练考点一多池串联的两大模型1两大模型装置(1)外接电源与电解池的串联。A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。(2)原电池与电解池的串联。甲、乙两装置示意图中，A均为原电池，B均为电解池。2串联装置的思维流程解析：A锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a极为负极、b极为正极，c极为阴极、d极为阳极，A正确；BZn-NO2 电池总反应为锌和二氧化
2、氮反应生成亚硝酸锌：Zn2NO2=Zn(NO2)2，B正确；Cc极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原反应生成NH3，消耗H且生成H2O，故溶液的pH增大，C正确；2某兴趣小组的同学用如下装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题。(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积(标准状况下)为_mL，丙池中_(填“C”或“D”)极析出_g铜。(4)电键闭
3、合一段时间后，甲池中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；若丙池中电极不变，将电解质溶液换成NaCl溶液，溶液的pH将_。考点二多室电化学装置离子交换膜电解池1离子交换膜的分类和作用2离子交换膜电解池的解题步骤第一步，分清离子交换膜类型。即离子交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜或双极膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过离子交换膜。第二步，写出电极反应式。判断离子交换膜两侧的离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析离子交换膜的作用。在产品制备中，离子交换膜的作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。1(2024南粤名校联考)利
4、用光能分解水的装置如图所示，在直流电场作用下，双极膜将水解离为H和OH，并实现其定向通过。下列说法正确的是()A光电池装置是将化学能转化为光能B当电路中通过2mol电子时，双极膜中水的质量减少18gC阳极区发生的电极反应为4OH4e=2H2OO2D再生池中发生的反应为2V3H2=2V22H解析：由题图可知，光电池左侧为电子的流出极，故电解池左侧为阴极，电极反应式为V3e=V2，右侧为阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。A由题图可知，光电池装置将光能转化为电能，再利用电解池将电能转化为化学能，最终达到分解水的目的，选项A错误；B双极膜可将水解离为H和OH，根据阳极区的电极反应式4OH4e
5、=2H2OO2可知，当电路中通过2mol电子时，双极膜中水减少2mol，质量为36g，选项B错误；C阳极区发生的电极反应为4OH4e=2H2OO2，选项C正确；D由装置图可知，再生池中发生的反应为2V22H=2V3H2，选项D错误。2(2024华南师范大学附中高三月考)LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂，其模拟装置如下图所示。下列有关说法正确的是()Aa极为电源的负极，Y极上发生氧化反应BX极的电极反应式为2H2O4e=4HO2C膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜D每转移2mol电子，理论上生成24gLiOH解析：该电解池实质是电解水，根据题图可知，X
6、极导出的是浓硫酸，则X极应为水放电生成H和O2，为阳极，电极反应式为2H2O4e=4HO2，气体1为O2；Y极导出的是浓LiOH，则Y极是水放电生成H2和OH，为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，气体2为H2。A根据分析可知，X极为阳极，所以a极为正极，b极为负极，则Y极为阴极，发生还原反应，A错误；B根据分析可知，X极上水失去电子发生氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O4e=4HO2，B正确；DY极为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，每转移2mol电子，理论上有2molLi向Y极迁移形成2molLiOH，其质量是48g，D错误。02真题研做真题研做 高考高考通关通关B每
7、生成1molNH3H2O，阴极得8mole，同时双极膜处有8molH进入阴极室，即有8mol的H2O解离，故B错误；C电解过程中，阳极室每消耗4molOH，同时有4molOH通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H和OH，可提高氨生成速率，故D正确。2(2023高考全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是()A析氢反应发生在IrOxTi电极上BCl从Cu电极迁移到IrOxTi电极C阴
8、极发生的反应有：2CO212H12e=C2H44H2OD每转移1mol电子，阳极生成11.2L气体(标准状况)3(2022新高考山东卷改编)设计如下图所示的装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是()A装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小B装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C乙室电极反应为LiCoO22H2Oe=LiCo24OHD若甲室Co2减少200mg，乙室Co2增加300mg，则此时已进行过溶液转
9、移解析：根据题意知，右侧装置为原电池，细菌所在电极为负极，LiCoO2所在电极为正极；左侧装置为电解池，细菌所在电极为阳极，另一电极为阴极。装置工作时，左侧装置中，细菌所在电极(阳极)上CH3COO失去电子被氧化为CO2：CH3COO8e2H2O=2CO27H，甲室中Co2在阴极上得到电子被还原为Co单质：Co22e=Co，乙酸盐溶液中的阳离子以及生成的H通过阳膜进入甲室，甲室溶液pH逐渐减小，A正确；右侧装置中，细菌所在电极上的电极反应与左侧装置中相同，乙室中LiCoO2得到电子被还原为Co2，电解质溶液显酸性，电极反应为LiCoO2e4H=LiCo22H2O，乙酸盐溶液中的阳离子以及生成的
10、H通过阳膜进入乙室，总体上H被消耗而减少，故装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确，C错误；4(2021新高考天津卷)如下图所示的电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是()Aa是电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)解析：通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极为阳极，b为电源的正极，a为电源的负极，石墨电极为阴极。A由分析可知，a是电源的负极，故A正确；B石墨电极为阳极，通电一段时间后
11、，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；C随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl2溶液浓度变小，故C错误；D当0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子的物质的量为0.06mol，根据阳极的电极反应2H2O4e=O24H可知，产生氧气的物质的量为0.015mol，在标准状况下的体积为336mL，故D正确。解析：由题图可知，在铅电极上乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程，发生还原反应，铅电极是电解装置的阴极；石墨电极上发生氧化反应，电极反应为2Br2e=Br2，是电解装置的阳极。由分析可知，Br参与了电极反应，KBr不只起电解质的作用，A错误；阳极上的电极反应为2Br2e=Br2，B错误；制得2mol乙醛酸，实际上是左、右两侧各制得1mol乙醛酸，共转移2mol电子，故理论上外电路中迁移的电子的物质的量为2mol，C错误；电解装置中，阳离子移向阴极，故双极膜中间层中的H在外电场作用下向铅电极方向迁移，D正确。
