2023届新教材高考化学一轮复习多池、多室的电化学装置学案.pdf

第 2 1讲 多 池、多 室 的 电 化 学 装 置 复 习 目 标 1.掌 握 多 池 连 接 的 分 析 应 用；2.了 解 离 子 交 换 膜 的 分 类 及 特 点；3.理 解 离 子 交 换 膜 在 装 置 中 的 作 用；4.熟 悉 电 化 学 综 合 计 算 中 的 常 用 方 法。考 点 一 多 池 串 联 的 模 型 及 原 理 分 析 必 备 知 识 梳 理 夯 实 学 科 基 础 1.有 外 接 电 源 电 池 类 型 的 判 断 方 法 有 外 接 电 源 的 各 电 池 均 为 电 解 池，若 电 池 阳 极 材 料 与 电 解 质 溶 液 中 的 阳 离 子 相 同，则 该 电 池 为 电 镀 池。如 图：-I I-1 X 1AgNO,溶 液 NaCl溶 液 CuSO,溶 液 甲 乙 丙 则 甲 为 电 镀 池，乙、丙 均 为 电 解 池。2.无 外 接 电 源 电 池 类 型 的 判 断 方 法(1)直 接 判 断 非 常 直 观 明 显 的 装 置，如 燃 料 电 池、铅 蓄 电 池 等 在 电 路 中，则 其 他 装 置 为 电 解 池。如 图 所 示：A 为 原 电 池，B 为 电 解 池，甲 池 为 原 电 池，其 余 为 电 解 池。D-PtT 1Pt、电 极 三 良 将 三 一 古 IB-Ag电 极 乙 池 KOH溶 液 甲 池 丙 池 CHjOH(2)根 据 电 池 中 的 电 极 材 料 和 电 解 质 溶 液 判 断 PtZ nQ LCuN a激 液 A稀 嬴 B原 电 池 一 般 是 两 种 不 同 的 金 属 电 极 或 一 个 金 属 电 极 一 个 碳 棒 电 极；而 电 解 池 则 一 般 两 个都 是 惰 性 电 极，如 两 个 饴 电 极 或 两 个 碳 棒 电 极。原 电 池 中 的 电 极 材 料 和 电 解 质 溶 液 之 间 能 发 生 自 发 的 氧 化 还 原 反 应，电 解 池 的 电 极 材 料 一 般 不 能 和 电 解 质 溶 液 自 发 反 应。如 图 所 示：B为 原 电 池，A 为 电 解 池。(3)根 据 电 极 反 应 现 象 判 断 在 某 些 装 置 中 根 据 电 极 反 应 或 反 应 现 象 可 判 断 电 极，并 由 此 判 断 电 池 类 型。如 图 所 示:若 C 极 溶 解，D 极 上 析 出 Cu,B 极 附 近 溶 液 变 红，A 极 上 放 出 黄 绿 色 气 体，则 可 知 乙 是 原 电 池，D 是 正 极，C 是 负 极；甲 是 电 解 池，A 是 阳 极，B 是 阴 极。B、D 极 发 生 还 原 反 应，A、C 极 发 生 氧 化 反 应。思 维 建 模 串 联 电 路 的 解 题 流 程 有 外 接 电 源 判 断 电 电 解 池 池 类 型 电 源 原 电 池 电 解 池 书 写 电 极 反 应 式 能 自 发 发 生 氧 化 还 原 反 应 的 装 置 无 外 接 不 能 自 发 发 生 氧 化 还 原 反 应 的 装 置 正 极、负 极 阴 极、阳 极 根 据 原 电 池 原 理 书 写-;,正、负 极 反 应 式 根 据 电 解 池 原 理 书 写-阴、阳 极 反 应 式 解 答 实 际 问 题 依 据 电 化 学 原 理 及 电 极 反 应 式-判 断 正 误 依 据“串 联”电 池 各 极 转 移 电 子 数 相 等 进 行 计 算 题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 1.某 同 学 组 装 了 如 图 所 示 的 电 化 学 装 置，电 极 I 为 A 1,其 他 均 为 C u,则 下 列 说 法 正 确 的 是()A.电 流 方 向：电 极 电 极 IB.电 极 I 发 生 还 原 反 应c.电 极 n 逐 渐 溶 解 D.电 极 HI的 电 极 反 应 式：Cu2+2 e=C u2.一 种 用 铅 蓄 电 池 进 行 电 絮 凝 净 水 装 置 如 图 所 示，回 答 下 列 问 题:装 置 I 中 Y 电 极 的 电 极 材 料 是(填 化 学 式)，工 作 时 SOV向(填“X”或“Y”)电 极 移 动；Y 电 极 的 电 极 反 应 式 为。(2)装 置 H中 A1电 极 的 电 极 反 应 式 为(3)每 消 耗 103.5 g P b,装 置 的 电 流 效 率 为 80%,则 理 论 上 电 解 池 阴 极 上 生 成 molH2考 点 二 离 子 交 换 膜 在 电 化 学 装 置 中 的 应 用 必 备 知 识 梳 理 夯 实 学 科 基 础 1.离 子 交 换 膜 的 种 类 阳 离 子 交 换 膜 只 允 许 阳 离 子 透 过，不 允 许 阴 离 子 或 某 些 分 子 透 过 阴 离 子 交 换 膜 只 允 许 阴 离 子 透 过，不 允 许 阳 离 子 或 某 些 分 子 透 过 质 子 交 换 膜 只 允 许 H+透 过，不 允 许 其 他 阳 离 子 和 阴 离 子 透 过 双 极 膜 由 一 张 阳 膜 和 一 张 阴 膜 复 合 制 成 的 阴、阳 复 合 膜。该 膜 特 点 是 在 直 流 电 的 作 用 下，阴、阳 膜 复 合 层 间 的 H2O 解 离 成 H.利 O H-并 分 别 通 过 阴 膜 和 阳 膜，作 为 H+和 O K 的 离 子 源 2.离 子 迁 移 方 向 的 判 断(1)离 子 从“生 成 区”移 向“消 耗 区”以 电 解 CO2制 HCOOH为 例，其 原 理 如 图 所 示。右 侧：通 入 CO2，生 成 H C O O H,发 生 还 原 反 应，多 孔 锡 作 阴 极，电 极 反 应 为 CCh+H+2 e=H C O O,消 耗 从 左 侧 迁 移 过 来 的 H,左 侧“P t片”作 阳 极,水 电 离 产 生 的 O H 放 电，电 极 反 应 为 2H2O4e=O2 t+4 H+,生 成 H+。离 子 移 动 方 向：H卡 通 过 阳 离 子 交 换 膜 从 左 侧 移 向 右 侧。(2)离 子 从“原 料 区”移 向“产 物 区”以 电 渗 析 法 制 备 H3PCh为 例，其 原 理 如 图 所 示。离 子 移 动 方 向 及 交 换 膜 类 型：产 品 室 为 阳 极，原 料 室 中 的 阴 离 子 H2POW移 向 产 品 室，膜 1为 阴 离 子 交 换 膜；原 料 室 中 的 阳 离 子 Na+移 向 阴 极 室，膜 2 为 阳 离 子 交 换 膜。阳 极：电 极 反 应 为 2H2。-4e=02 t+4 1,产 生 的 H+结 合 移 入 的 H2P05生 成 H3Po2。阴 极：电 极 反 应 为 2H2。+2屋=201+1 4 2 t，产 生 的 OFT结 合 移 入 的 Na卡 生 成 NaOH。(3)离 子 从“浓 一 稀”的 溶 液 区 移 出，移 向“稀 一 浓”的 溶 液 区 以 电 化 学 制 备 K2Cr2O7为 例，其 原 理 如 图 所 示，其 中 a、b 均 为 石 墨 电 极。左 侧：为 稀 一 浓 的 溶 液 区，则 右 侧 的 K+通 过 K+交 换 膜 移 向 左 侧，a极 为 阴 极，电 极 反 应 为 2 H 2 O+2 e-2 O H+H2 t，产 生 的 O K 结 合 移 入 的 K卡 生 成 KOH。右 侧：b 极 为 阳 极，电 极 反 应 为 2H2。-4e=4 H+O2 t,促 使 溶 液 中 的 反 应 2CrO+2H+U Cr20歹+H2O正 向 进 行，生 成 L C n O。题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 题 组 一“隔 膜”在 新 型 电 池 中 的 应 用 1.2019年 3 月，我 国 科 学 家 研 发 出 一 种 新 型 的 锌 碘 单 液 流 电 池，其 原 理 图 所 示。下 列 说 法 不 正 确 的 是()A.放 电 时，B 电 极 反 应 式：1 2+2 5=21B.放 电 时，电 解 质 储 罐 中 离 子 总 浓 度 增 大 C.M 为 阳 离 子 交 换 膜，N 为 阴 离 子 交 换 膜 D.充 电 时，A 极 增 重 65 g 时，C 区 增 加 的 离 子 数 为 4NA2.二 甲 醛(CH30cH3)燃 料 电 池 的 工 作 原 理 如 图，下 列 有 关 叙 述 正 确 的 是()A.该 装 置 能 实 现 化 学 能 100%转 化 为 电 能 B.电 子 移 动 方 向：a 极 f b 极 一 质 子 交 换 膜 f a 极 C.a 电 极 的 电 极 反 应 式 为：CH3OCH3+3H2O-1 2 e-=2 C O 2+1 2 H D.当 b 电 极 消 耗 22.4LO 2时，质 子 交 换 膜 有 4 moi H卡 通 过 题 组 二“双 室”及“多 室”电 解 池 的 应 用 3.连 二 亚 硫 酸 钠（Na2s2O4）俗 称 保 险 粉，是 一 种 强 还 原 剂。工 业 常 用 惰 性 电 极 电 解 亚 硫 酸 氢 钠 的 方 法 制 备 连 二 亚 硫 酸 钠，原 理 及 装 置 如 图 所 示，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.b 电 极 应 该 接 电 源 的 负 极 B.a 电 极 的 电 极 反 应 式 2HS0+2H+2 e-=S 2 0 t+2H2。C.装 置 中 所 用 离 子 交 换 膜 为 阴 离 子 交 换 膜 D.电 路 中 每 转 移 1 m o l电 子，消 耗 SO2的 体 积 为 11.2L4.某 科 研 小 组 研 究 采 用 BM ED膜 堆（示 意 图 如 下），模 拟 以 精 制 浓 海 水 为 原 料 直 接 制 备 酸 碱。B M E D膜 堆 包 括 阳 离 子 交 换 膜、阴 离 子 交 换 膜 和 双 极 膜（A、D）。已 知：在 直 流 电 源 的 作 用 下，双 极 膜 内 中 间 界 面 层 发 生 水 的 解 离，生 成 H*和 0 H。下 列 说 法 错 误 的 是（）A.电 极 a 连 接 电 源 的 正 极 B.B 为 阳 离 子 交 换 膜 C.电 解 质 溶 液 采 用 Na2s0 4溶 液 可 避 免 有 害 气 体 的 产 生 D.II 口 排 出 的 是 淡 水 特 别 提 薇(1)含 离 子 交 换 膜 电 化 学 装 置 题 的 解 题 步 躲(2)在 原 电 池 中 应 用 离 子 交 换 膜，起 到 替 代 盐 桥 的 作 用，一 方 面 能 起 到 平 衡 电 荷、导 电 的 作 用，另 一 方 面 能 防 止 电 解 质 溶 液 中 的 离 子 与 电 极 直 接 反 应，提 高 电 流 效 率；在 电 解 池 中 使 用 选 择 性 离 子 交 换 膜 的 主 要 目 的 是 限 制 某 些 离 子(或 分 子)的 定 向 移 动，避 免 电 解 质 溶 液 中 的 离 子 或 分 子 与 电 极 产 物 反 应，提 高 产 品 纯 度 或 防 止 造 成 危 险 等。考 点 三 电 化 学 原 理 的 相 关 计 算 必 备 知 识 梳 理 夯 实 学 科 基 础 1.计 算 类 型 原 电 池 和 电 解 池 的 计 算 包 括 两 极 产 物 的 定 量 计 算、溶 液 p H的 计 算，相 对 原 子 质 量 和 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 计 算。产 物 的 量 与 电 量 关 系 的 计 算 等。2.电 化 学 计 算 的 三 种 方 法 如 以 电 路 中 通 过 4 m ol 为 桥 梁 可 构 建 以 下 关 系 式：44e 2 c卜(Br?J)(%2H2 2Cu 4Ag 一 M阳 极 产 物 赢 产 物(式 中 M 为 金 属，为 其 离 子 的 化 合 价 数 值)该 关 系 式 具 有 总 揽 电 化 学 计 算 的 作 用 和 价 值，熟 记 电 极 反 应 式，灵 活 运 用 关 系 式 便 能 快 速 解 答 常 见 的 电 化 学 计 算 问 题。特 别 梃 建(1)电 化 学 计 算 中，常 利 用。=/1 和 Q=(e-N AX 1.6X10-9 C来 计 算 电 路 中 通 过 的 电 量。(2)串 联 电 池 中，各 电 极 上 转 移 电 子 的 物 质 的 量 是 相 等 的，这 是 串 联 电 池 计 算 的 根 本 依 据。题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 题 组 一 根 据 总 反 应 式 建 立 等 量 关 系 进 行 计 算1.常 温 下，用 饴 作 电 极 电 解 1 LI moll 的 氯 化 钠 溶 液，当 收 集 到 1.12 L 氯 气（标 准 状 况）时，溶 液 的 pH约 为（不 考 虑 气 体 溶 解，忽 略 溶 液 体 积 变 化）（）A.1 B.7 C.13 D.142.将 两 个 伯 电 极 插 入 500 mLeuS04溶 液 中 进 行 电 解，通 过 一 定 时 间 后，某 一 电 极 增 重 0.064 g（设 电 解 时 该 电 极 无 氢 气 析 出，且 不 考 虑 水 解 和 溶 液 体 积 变 化），此 时 溶 液 中 氢 离 子 浓 度 约 为（）A.4X 103 mol L-1 B.2X10-3 mol-L-C.1 X 10 3 mol-L 1 D.1X10 7 mol-L 1题 组 二“膜 电 池”中 膜 两 侧 溶 液 质 量 变 化 的 计 算 3.氨 硼 烷（NH3-BH3）电 池 装 置 如 图 所 示（起 始 未 加 入 氨 硼 烷 之 前，两 极 室 内 液 体 质 量 相 等），该 电 池 工 作 时 的 总 反 应 为 NH3-BH3+3H2O 2=N H4BO2+4H2O O 下 列 说 法 错 误 的 是（）A.负 极 反 应 式 为 NH3 BH3-6e-+2H2（）=NH+BO5+6H+B.当 加 入 6.2gNH.yBH3（假 设 完 全 反 应）时，左 右 两 极 室 内 液 体 质 量 差 为 5 gC.电 池 工 作 时，阳 离 子 向 正 极 移 动，故 H*通 过 质 子 交 换 膜 向 右 移 动 D.其 他 条 件 不 变，向 酸 性 H2O2溶 液 中 加 入 适 量 硫 酸 能 增 强 溶 液 导 电 性 4.如 某 甲 醇 燃 料 电 池 的 工 作 原 理 如 图 所 示，质 子 交 换 膜（只 有 质 子 能 够 通 过）左 右 两 侧 的 溶 液 均 为 1 L2 moi【r H2sO4溶 液。当 电 池 中 有 1 mol电 子 发 生 转 移 时，左 右 两 侧 溶 液 的 质 量 之 差 为 g（假 设 反 应 物 耗 尽，忽 略 气 体 的 溶 解）。题 组 三 依 据 电 子 守 恒，突 破“串 联 电 池”计 算 5.如 图 所 示 装 置 中，甲、乙、丙 三 个 烧 杯 依 次 分 别 盛 放 100 g 5%NaOH溶 液、足 量 CuSC4溶 液 和 100 g 10%K2s04溶 液，电 极 均 为 石 墨 电 极。（1）接 通 电 源，一 段 时 间 后，测 得 丙 中 K2s。4 溶 液 的 质 量 分 数 为 10.47%,乙 中 c 电 极 质 量 增 加。则 电 源 的 N 端 为 极；电 极 b 上 发 生 的 电 极 反 应 为 计 算 电 极 b 上 生 成 的 气 体 在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 L；电 解 前 后 丙 中 溶 液 的 p H(填“增 大”“减 小”或“不 变”)。(2)乙 装 置 中 如 果 电 解 过 程 中 铜 全 部 析 出，此 时 电 解 能 否 继 续 进 行：(填“能”或“不 能”)，原 因 是.6.某 兴 趣 小 组 的 同 学 用 如 图 所 示 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 计 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 C H 30H电 极 的 电 极 反 应 式 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 式 为(3)当 乙 池 中 B 极 质 量 增 加 5.40 g 时，甲 池 中 理 论 上 消 耗 02的 体 积 为 mL(标 准 状 况 下)，丙 池 中 极 析 出 _ g 铜。(4)若 丙 中 电 极 不 变，将 其 溶 液 换 成 N aC l溶 液，电 键 闭 合 一 段 时 间 后，甲 中 溶 液 的 pH将(填“增 大”“减 小”或“不 变”，下 同)；丙 中 溶 液 的 p H将 o情 境 创 新 设 计 硼 酸 溶 于 水、酒 精、甘 油、醛 类 及 香 精 油 中，水 溶 液 呈 弱 酸 性。大 量 用 于 玻 璃 工 业，可 以 改 善 玻 璃 制 品 的 耐 热、透 明 性 能，提 高 机 械 强 度，缩 短 熔 融 时 间；H3BO3可 以 通 过 电 解 NaB(OH)4溶 液 的 方 法 制 备，其 工 作 原 理 如 图：问 题 探 究(1)请 书 写 M 室 发 生 的 电 极 反 应 式。(2)比 较 N 室 中。和 6%的 大 小 关 系。(3)b膜 为 哪 种 离 子 交 换 膜？(4)理 论 上 每 生 成 1 mol产 品，阴 极 室 可 生 成 标 准 状 况 下 气 体 的 体 积 是 多 少？高 考 真 题 演 练 明 确 考 查 方 向 1.2021 全 国 乙 卷 沿 海 电 厂 采 用 海 水 为 冷 却 水，但 在 排 水 管 中 生 物 的 附 着 和 滋 生 会 阻 碍 冷 却 水 排 放 并 降 低 冷 却 效 率 为 解 决 这 一 问 题，通 常 在 管 道 口 设 置 一 对 惰 性 电 极(如 图 所 示)，通 入 一 定 的 电 流。下 列 叙 述 错 误 的 是()A.阳 极 发 生 将 海 水 中 的 C 氧 化 生 成 CL 的 反 应 B.管 道 中 可 以 生 成 氧 化 灭 杀 附 着 生 物 的 NaClOC.阴 极 生 成 的 H2应 及 时 通 风 稀 释 安 全 地 排 入 大 气 D.阳 极 表 面 形 成 的 Mg(OH)2等 积 垢 需 要 定 期 清 理 2/2020 全 国 I卷 科 学 家 近 年 发 明 了 一 种 新 型 ZnCO2水 介 质 电 池。电 池 示 意 图 如 下，电 极 为 金 属 锌 和 选 择 性 催 化 材 料。放 电 时，温 室 气 体 CCh被 转 化 为 储 氢 物 质 甲 酸 等，为 解 决 环 境 和 能 源 问 题 提 供 了 一 种 新 途 径。下 列 说 法 错 误 的 是()A.放 电 时，负 极 反 应 为 Zn-2e-+40H-=Zn(0H)tB.放 电 时，1 molCO2转 化 为 HCOOH,转 移 的 电 子 数 为 2 moiC.充 电 时，电 池 总 反 应 为 2Zn(0H)=2Zn+O2 t+4OH+2H2OD.充 电 时，正 极 溶 液 中 O K 浓 度 升 高 3.2021山 东 卷 以 K O H 溶 液 为 离 子 导 体，分 别 组 成 CH3OH-O2、N2H4-O2.(CH3)2NNH2-C)2清 洁 燃 料 电 池，下 列 说 法 正 确 的 是()A.放 电 过 程 中，K+均 向 负 极 移 动 B.放 电 过 程 中，K O H 物 质 的 量 均 减 小 C.消 耗 等 质 量 燃 料，(CH3)2NNH2-C)2燃 料 电 池 的 理 论 放 电 量 最 大 D.消 耗 1 mol Ch时，理 论 上 N2H4-。2燃 料 电 池 气 体 产 物 的 体 积 在 标 准 状 况 下 为 11.2L4.2021.河 北 卷 K 02电 池 结 构 如 图，a 和 b 为 两 个 电 极，其 中 之 一 为 单 质 钾 片。关 于 该 电 池，下 列 说 法 错 误 的 是（）A.隔 膜 允 许 K+通 过，不 允 许 02通 过 B.放 电 时，电 流 由 b 电 极 沿 导 线 流 向 a 电 极；充 电 时，b 电 极 为 阳 极 C.产 生 1 A h 电 量 时，生 成 KO2的 质 量 与 消 耗 O2的 质 量 比 值 约 为 2.22D.用 此 电 池 为 铅 酸 蓄 电 池 充 电，消 耗 3.9 g 钾 时，铅 酸 蓄 电 池 消 耗 0.9 g 水 随 堂 过 关 训 练 提 升 学 科 素 养 1.科 学 家 设 计 如 图 所 示 装 置 获 取 氢 能 源 和 电 能。其 中，a 极 为 Pt电 极，电 解 质 溶 液 为 1 mol/L K O H 溶 液（已 知：Q=n F,尸 为 法 拉 第 常 数，尸=96 500 C/mol）。下 列 说 法 错 误 的 是（）A.M 是 直 流 电 源、N 是 用 电 器 B.当 K 和 Ki相 接 时，溶 液 中 的 OFT向 b 极 迁 移 C.当 K 和&相 接 时，b 极 的 电 极 反 应 式 为 NiOOH+e+H+=N i（O H）2D.理 论 上，每 生 成 1 mol比 最 多 产 生 1.93X 105 C 的 电 荷 量 2.如 图 所 示 装 置 可 间 接 氧 化 工 业 废 水 中 的 含 氮 离 子（NH。下 列 说 法 不 正 确 的 是（）A.乙 是 电 能 转 变 为 化 学 能 的 装 置 B.含 氮 离 子 氧 化 时 的 离 子 方 程 式 为 3c匕+2 N H+=N2+6 C r+8 HhC.若 生 成 的 H2和 N2的 物 质 的 量 之 比 为 3：1,则 处 理 后 废 水 的 p H 减 小 D.电 池 工 作 时，甲 池 中 的 Na*移 向 M g 电 极 3.一 种 集 有 机 污 水 处 理 和 产 和 CH4于 一 体 的 微 生 物 电 解 池 具 有 很 好 的 应 用 前 景。利 用 微 生 物 电 化 学 法 生 产 甲 烷 的 装 置 如 图 所 示。下 列 有 关 说 法 正 确 的 是（）A.“产 电 菌”极 的 电 势 比“产 甲 烷 菌”极 的 低 B.“产 甲 烷 菌”能 有 效 抑 制 H+的 放 电 C.阴 极 的 电 极 反 应 式 是 CO2-8 e+8 H+=C H4+2 H2OD.若 产 生 Im olC E h，理 论 上 阳 极 室 生 成 CO2的 体 积 为 44.8 L4.某 同 学 组 装 了 如 图 所 示 的 电 化 学 装 置，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.图 中 甲 池 为 原 电 池 装 置，C u电 极 发 生 还 原 反 应 B.实 验 过 程 中，甲 池 左 侧 烧 杯 中 NO 的 浓 度 不 变 C.若 用 铜 制 U 形 物 代 替“盐 桥”，工 作 一 段 时 间 后 取 出 U 形 物 称 量，质 量 会 减 小 D.若 甲 池 中 A g电 极 质 量 增 加 5.4 g时，乙 池 某 电 极 析 出 1.6 g 金 属，则 乙 中 的 某 盐 溶 液 可 能 是 AgNO3溶 液 第 2 1讲 多 池、多 室 的 电 化 学 装 置 考 点 一 题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 1.解 析：电 极 I 为 A 1,其 他 均 为 C u,因 此，装 置、与 盐 桥 形 成 的 原 电 池 中 A1作 负 极，II作 正 极，装 置 中 III是 阳 极，IV是 阴 极。A 项，电 流 是 从 正 极 沿 导 线 流 向 负 极，即 电 极 IV 电 极 I,正 确；B 项，电 极 I 的 电 极 反 应 式 为 Al3 e=A l3,发 生 氧 化 反 应，错 误；C 项，电 极 n 是 正 极，电 极 反 应 式：C u 2+2 e-=C u,故 电 极 II质 量 逐 渐 增 大，错 误；D 项，电 极 HI为 阳 极，电 极 反 应 式 为 Cu2 e-=C u 2+,错 误。答 案：A2.解 析：（1）由 装 置 H 中 A l发 生 失 电 子 的 氧 化 反 应 知 A l为 阳 极，F e为 阴 极，与 A1相 接 的 铅 蓄 电 池 的 Y 电 极 为 正 极，电 极 材 料 是 PbO2；S O f向 负 极 移 动，即 SO g移 向 X 电 极；Y 电 极 的 电 极 反 应 式 为 Pb（）2+S O f+4H+2e=PbSO4+2H2。（2）装 置II是 电 絮 凝 净 水 装 置，工 作 时，A1转 化 为 A13+,然 后 水 解 生 成 A1(OH)3胶 体，电 极 反 应 为 Al3e=A 13*；由 题 图 知，还 发 生 反 应 2H2。-4。=。2 t+4H。(3)由 Pb2e=P b2*可 知 消 耗 103.5 g(0.5 mol)Pb,转 移 电 子 的 物 质 的 量 为 1 mol,装 置 的 电 流 效 率 为 80%,故 装 置 H 阴 极 上 放 电 效 率 是 8 0%,参 与 反 应 的 电 子 为 0.8 mol,该 电 极 反 应 式 为 2H2。+2屋=H2 t+2 0 H,即 产 生 0.4 mol H2。答 案：PbCh X PbO24-SOi-+4H+2e=P b S O4+2H2O(2)Al-3e-=Ap+、2H2O-4e-=O2 t+4 H+(3)0.4考 点 二 题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 1.解 析：放 电 时，B 电 极 为 正 极，L 得 到 电 子 生 成，电 极 反 应 式 为 I2+2e=2r,A 项 正 确；放 电 时，左 侧 即 负 极，电 极 反 应 式 为 Zn 所 以 电 解 质 储 罐 中 的 离 子 总 浓 度 增 大，B 项 正 确；离 子 交 换 膜 的 作 用 是 防 止 L、Zn接 触 发 生 反 应，负 极 区 生 成 ZM+,正 极 区 生 成，所 以 C P 通 过 M 膜 进 入 负 极 区，K 卡 通 过 N 膜 进 入 正 极 区，所 以 M 为 阴 离 子 交 换 膜，N 为 阳 离 子 交 换 膜,C 项 错 误；充 电 时，A 极 的 电 极 反 应 式 为 Zn2+2e=Zn,A 极 增 重 65 g,转 移 2 moi电 子，所 以 C 区 增 加 2 moi K；2 mol C,离 子 总 数 为 4NA,D正 确。答 案：C2.解 析：A 项，化 学 能 转 化 为 热 能 和 电 能，不 可 能 100%转 化 为 电 能，错 误；B 项，电 导 线 子 不 能 经 过 电 解 质 溶 液，所 以 电 子 由 a 极-b 极，错 误；C 项，a 为 负 极，发 生 氧 化 反 应，电 极 反 应 式 为 CH30cH312e+3H2O=2CO2+12H+,正 确；D 项，气 体 所 处 状 况 不 知，无 法 由 体 积 求 物 质 的 量，所 以 通 过 H+的 物 质 的 量 无 法 求 出，错 误。答 案：C3.解 析：NaHSCh在 a 电 极 被 还 原 生 成 Na2s2O4,则 a 电 极 是 阴 极，b 电 极 是 阳 极，故 b 电 极 接 电 源 的 正 极，A 错 误；a 电 极 发 生 还 原 反 应，HSO被 还 原 生 成 S2O歹，电 极 反 应 式 为 2HS0+2H，+2e=S207+2H20,B正 确；b 电 极 是 阳 极，电 极 反 应 式 为 SO?+2H2O-2e-=4H+S 0/，阳 极 生 成 H+,阴 极 消 耗 H 卡,为 维 持 溶 液 呈 电 中 性，H 卡 透 过 离 子 交 换 膜 向 阴 极 迁 移，则 该 离 子 交 换 膜 是 阳 离 子 交 换 膜，C 错 误；电 路 中 每 转 移 1 mol电 子，阳 极 消 耗 0.5molSC2,在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 11.2L,题 目 未 指 明 SCh是 否 处 于 标 准 状 况 下，D 错 误。答 案：B4.解 析：根 据 题 干 信 息 确 定 该 装 置 为 电 解 池，阴 离 子 向 阳 极 移 动，阳 离 子 向 阴 极 移 动，所 以 电 极 a 为 阳 极，连 接 电 源 的 正 极，A 正 确；水 在 双 极 膜 A 解 离 后，氢 离 子 吸 引 阴 离 子 透 过 B 膜 到 左 侧 形 成 酸，B 为 阴 离 子 交 换 膜，B 错 误；电 解 质 溶 液 采 用 Na2s04溶 液，电 解 时 生 成 氢 气 和 氧 气，可 避 免 有 害 气 体 的 产 生，C 正 确；海 水 中 的 阴、阳 离 子 透 过 两 侧 交 换 膜 向 两 侧 移 动，淡 水 从 I【口 排 出，D 正 确。答 案：B考 点 三 题 组 强 化 训 练 形 成 关 键 能 力 1.解 析：惰 性 电 极 电 解 氯 化 钠 溶 液，阳 极 反 应 式：2c-26一=。2 t,当 阳 极 产 生 1.12电 解 L 即 0.05 mol氯 气 时，根 据 电 解 的 总 反 应 式 2NaCl+2H2。=H2 t+C12 t+2NaOH可 知，生 成 氢 氧 化 钠 的 物 质 的 量 是 0.1 mol,溶 液 中 O H 的 物 质 的 量 浓 度 是 筌 2=0.1 mol-L,c(H mol-L=10 13 mol-L 则 溶 液 的 p H=lg 1()T3=13。答 案：C电 解 2.解 析：根 据 2C11SO4+2H2O-2Cu+2H2so4+O2 t 得(H+)=2(H2so4)=2(CU)=2 X 6 4 a=0.002 mol,c(H+)-002 m o=4X10 3 moi答 案：A3.解 析：NH3-BH3-NH4BO2,B 的 化 合 价 升 高，失 去 电 子，发 生 氧 化 反 应，则 通 入 NH3-BH3的 一 极 是 负 极，溶 液 呈 酸 性，故 负 极 反 应 式 为 NH3-BH3-6e-+2H2O=NH+B0W+6H，A 项 正 确。反 应 开 始 前，两 极 室 质 量 相 等，当 加 入 6.2g(0.2mol)NH3-BH3并 完 全 反 应 时，转 移 1.2 mol电 子，同 时 左 室 中 有 1.2 mol H 卡 通 过 质 子 交 换 膜 移 向 右 室，则 左 室 质 量 增 加 6.2g1.2g=5 g,右 室 质 量 增 加 1.2 g,即 两 极 室 内 液 体 质 量 差 为 5g1.2g=3.8 g,B 项 错 误，C 项 正 确。H2sCU是 强 电 解 质，其 他 条 件 不 变 时，向 酸 性 H2O2溶 液 中 加 入 适 量 硫 酸 能 增 大 溶 液 中 自 由 移 动 的 离 子 浓 度，故 能 增 强 溶 液 导 电 性，D 项 正 确。答 案：B4.解 析：根 据 电 极 反 应 式，结 合 电 子 守 恒 法 和 差 量 法 进 行 计 算。通 入 甲 醇 的 一 极 为 负 极，电 极 反 应 式 为 CH3OH-6e+H2O=C O2 t+6H*6 mol 44 g _ 32 g=12 g1 mol 2 g通 入 氧 气 的 一 极 为 正 极，电 极 反 应 式 为 O2+4e+4 H=2 H2O4 mol 32 gI mol 8 g1 mol电 子 发 生 转 移 时，左 侧 还 有 1 mol 穿 过 质 子 交 换 膜 进 入 右 侧，即 左 侧 减 少 1 g H右 侧 增 加 了 lg H)故 小 式 减 少)=3g,A m M 增 力 口)=9g。两 侧 溶 液 的 质 量 之 差 为 方(增 力 口)+机 虱 减 少)=9 g+3 g=12 go答 案：125.解 析：(1)接 通 电 源 一 段 时 间 后，乙 中 c 电 极 质 量 增 加，说 明 c 电 极 表 面 析 出 Cu,则 该 电 极 为 阴 极，从 而 推 知 M 端 为 电 源 的 负 极，N 端 为 电 源 的 正 极。电 极 b 为 阳 极，用 惰 性 电 极 电 解 N a O H 溶 液 相 当 于 电 解 水，阳 极 上 O H 一 放 电 生 成 0 2,电 极 反 应 式 为 40FT一 4e=02 t+2H20 o 用 惰 性 电 极 电 解 K2sO4溶 液 相 当 于 电 解 水，设 电 解 过 程 中 消 耗 水 的 质 量 为 xg,据 电 解 前 后 溶 质 的 质 量 不 变 可 得：100 gX 10%=(100-x)gX 10.47%,解 得 x4.5,则 电 解 过 程 中 消 耗 水 的 物 质 的 量 为 不 上%=0.25 mo1,转 移 电 子 的 物 质 的 量 为 0.5 mol,故 18 g mol-1电 极 b 上 生 成 的。2在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 丫(。2)=0.5 molxZx22.4L-mol i=2.8 L。丙 中 4用 惰 性 电 极 电 解 K2s04溶 液 相 当 于 电 解 水，电 解 过 程 中 c(K2so4)增 大，但 溶 液 的 p H 不 变。(2)当 电 解 过 程 中 铜 全 部 析 出 时，CuSC4溶 液 变 为 H2SO4溶 液，继 续 电 解 则 为 电 解 H2so4溶 液，相 当 于 电 解 水。答 案：正 40H-4e=02 t+2H2O 2.8 不 变(2)能 CuSCU溶 液 变 为 H2s0 4 溶 液，可 继 续 电 解 H2s。4溶 液，实 质 电 解 水 6.解 析：(1)甲 池 为 原 电 池，通 入 CH30H的 电 极 为 负 极，电 极 反 应 式 为 CH30H+80H-6e-=CO打+6 比 0。(2)乙 池 为 用 惰 性 电 极 电 解 AgNCh溶 液，其 中 A 作 阳 极，B 作 阴 极，总 反 应 式 为 4AgNO3+2 H 2 O-4 A g+O2 t+4HNO3o(3)根 据 各 电 极 上 转 移 的 电 子 相 同，得(Ag)=4(O2)=2(Cu),故 丫(。2)=工 X 5 4。g X 22.4 L mor=0.28 L=280 mL,m(Cu)4 108 g rnol-1g X64g.mo=L60g。(4)若 丙 中 电 极 不 变，将 其 溶 液 换 成 NaCl溶 液，根 据 2 108 g m ol-1电 解 丙 中 总 反 应 2NaCl+2H20 2NaOH+H2 t+C L t,则 溶 液 p H 增 大，而 甲 中 总 反 应 为 2cH30H+3O2+4K0H=2K2cO3+6H2O,溶 液 pH 减 小。答 案：(1)原 电 池 CH3OH 4-80H-6e-=C0+6H2O(2)阳 极 4AgNO3+2H2O i 4 A g+02 t+4HNO3(3)280 D 1.60(4)减 小 增 大 情 境 创 新 设 计 提 示：(1)2404e=02 t+4 H+(2)a%6%。N 室 为 阴 极 室，溶 液 中 水 电 离 出 的 H+得 电 子 发 生 还 原 反 应，生 成 H2,促 进 水 的 电 离，溶 液 中 0H 一 浓 度 增 大，即(3)阴 离 子 交 换 膜。阳 极 室 的 H+穿 过 阳 离 子 交 换 膜 扩 散 到 产 品 室，原 料 室 的 B(OH”穿 过 阴 离 子 交 换 膜 扩 散 至 产 品 室，二 者 反 应 生 成 H3BO3,