2025届高考化学一轮总复习真题演练第7章化学反应与能量第37讲多池多室的电化学装置

这是一份2025届高考化学一轮总复习真题演练第7章化学反应与能量第37讲多池多室的电化学装置，共4页。试卷主要包含了设计如下图所示的装置回收金属钴等内容，欢迎下载使用。


A．电解总反应：KNO3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) NH3·H2O＋2O2↑＋KOH
B．每生成1 ml NH3·H2O，双极膜处有9 ml的H2O解离
C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
解析：选B。由题给信息“大电流催化电解KNO3溶液制氨”可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋8e－＋7H2O===NH3·H2O＋9OH－，电极b为阳极，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。A．由分析中阴、阳极电极反应可知，电解总反应为KNO3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正确；B．每生成 1 ml NH3·H2O，阴极得8 ml e－，同时双极膜处有8 ml H＋进入阴极室，即有8 ml 的H2O解离，故B错误；C．电解过程中，阳极室每消耗 4 ml OH－，同时有4 ml OH－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IrOx－Ti电极上
B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx－Ti电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每转移1 ml电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
答案：C
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 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 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
解析：选C。根据题意知，右侧装置为原电池，细菌所在电极为负极，LiCO2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：CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，甲室中C2＋在阴极上得到电子被还原为C单质：C2＋＋2e－===C，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LiCO2得到电子被还原为C2＋，电解质溶液显酸性，电极反应为 LiCO2＋e－＋4H＋===Li＋＋C2＋＋2H2O，乙酸盐溶液中的阳离子以及生成的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；若甲室C2＋减少200 mg，转移电子的物质的量n(e－)＝ eq \f(0.2 g,59 g/ml) ×2≈0.006 8 ml，乙室C2＋增加 300 mg，转移电子的物质的量n(e－)＝ eq \f(0.3 g,59 g/ml) ×1≈0.005 1 ml，两室中转移电子的物质的量不相等，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
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Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是( )
A．a是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ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0.01 ml Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL(折合成标准状况下)
解析：选C。通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，b为电源的正极，a为电源的负极，石墨电极Ⅰ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Ⅱ为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极Ⅱ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0.01 ml Fe2O3完全溶解时，消耗氢离子的物质的量为 0.06 ml，根据阳极的电极反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知，产生氧气的物质的量为0.015 ml，在标准状况下的体积为336 mL，故D正确。
5．(2021·高考全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的电化学装置合成。双极膜中间层中的H2O解离为H＋和 OH－，并在直流电场的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
B．阳极上的电极反应为＋2H＋＋2e－―→＋H2O
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
解析：选D。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2Br－－2e－===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2Br－－2e－===Br2，B错误；制得2 ml乙醛酸，实际上是左、右两侧各制得1 ml 乙醛酸，共转移2 ml电子，故理论上外电路中迁移的电子的物质的量为2 ml，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。