2024届高三化学高考备考一轮复习：多池串联与“隔膜”电化学装置课件

这是一份2024届高三化学高考备考一轮复习：多池串联与“隔膜”电化学装置课件，共35页。

1.了解多电池串联装置的工作原理与分析。　2.了解含隔膜的电化学装置的原理及应用。
类型一　有外接电源的电解池串联模型
类型二　原电池与电解池串联
　　　　　有外接电源的电解池串联1．如图所示的装置，C、D、F、X、Y都是惰性电极，E为铁棒。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法不正确的是(　　)
甲　　　 乙　　 丙　　丁
A．电源B极是负极B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液C．甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶2D．装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
　　　　　原电池与电解池的串联分析2．(2022·日照模拟)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是(　　)
A．a为电解池的阴极B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH
3．用C3H8、O2和熔融Na2CO3组成的燃料电池作电源，电解饱和的K2S溶液和2 ml·L－1 AgNO3溶液制备某些单质，盐桥中充有饱和的KNO3溶液。下列说法错误的是(　　)
1．隔膜的分类隔膜(又叫离子交换膜)由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。(4)双极膜，又称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－分别通过阴、阳膜，作为H＋和OH－的离子源。
2．隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。3．离子通过隔膜的定量关系(1)通过隔膜的离子带的电荷数等于电路中电子转移数。(2)离子迁移：依据电荷守恒，通过隔膜的离子数不一定相等。
双极膜在电渗析中应用广泛，它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和　OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是(　　)
A．出口2的产物为HBr溶液B．出口5的产物为稀硫酸C．Br－可从盐室最终进入阳极液中D．当阳极产生1 ml气体时，通过阴离子交换膜的Br－为4 ml
含离子交换膜电化学装置题的解题步骤
　　　　　单膜电化学装置1．(2022·日照模拟)一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质溶液为同浓度的盐酸。下列说法错误的是(　　)
A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为C2H6＋4H2O－14e－===2CO2＋14H＋C．装置中转移0.4 ml电子时，有0.4NA个H＋通过质子交换膜D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变
2．微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示[其中电源为(CH3)2NNH2－KOH－O2清洁燃料电池]。下列说法正确的是(　　)
A．氢离子可通过离子交换膜自右室移向左室B．温度越高，产甲烷效率越高C．电源放电过程中会产生N2D．a电极反应为CH3COO－－6e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
　　　　　多膜电化学装置3．一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用C6H5OH表示。
下列说法不正确的是(　　)A．右室电极为该电池的正极B．右室电极附近溶液的pH增大C．左侧离子交换膜为阳离子交换膜 D．左室电极反应式可表示为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑＋28H＋
4．(2022·滨州模拟)据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A．光伏并网发电装置中N型半导体为正极B．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜C．保持电流恒定，升高温度可加快合成四甲基氢氧化铵的速率D．制备182 g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6 L气体(标准状况)
5．(2022·济南模拟)利用双极膜电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。下列说法正确的是(　　)
A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与Pb电极相连B．双极膜中a为H＋，b为OH－C．当电路中通过4 ml电子时，电极Y上产生2 ml气体D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜
1．(2022·山东等级考，T13)设计如图装置回收金属钴。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LiCO2(s)转化为C2＋，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。下列说法正确的是(　　)
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C．乙室电极反应式为LiCO2＋2H2O＋e－===Li＋＋C2＋＋4OH－D．若甲室C2＋减少200 mg，乙室C2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
2．(2021·广东选择性考试，T16)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(　　)
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1 ml C，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
3．(2021·全国甲卷，T13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　)
A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用C．制得2 ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 ml电子D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－；A、B为离子交换膜。