2026高三二轮专题复习化学习题_专题四　选择题专攻3　电化学中的多室、多池装置（含解析）

这是一份2026高三二轮专题复习化学习题_专题四　选择题专攻3　电化学中的多室、多池装置（含解析），共6页。试卷主要包含了交换膜类型及特点，离子交换膜的作用等内容，欢迎下载使用。
1.交换膜类型及特点
2.离子交换膜的作用
如：(1)三室式电渗析法处理Na2SO4废水
①阴极产生氢气；阳离子Na+通过阳离子交换膜进入阴极区。
②阳极产生氧气，阴离子SO42-通过阴离子交换膜进入阳极区。
③离子交换膜的作用：平衡电荷，使产品NaOH和H2SO4分开，不反应。
(2)形成浓差电池
①左池为稀AgNO3溶液，左侧Ag电极为负极，右池为浓AgNO3溶液，右侧Ag电极为正极。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池。
②正、负电极均为Ag单质。随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流表指针偏转幅度逐渐变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时溶液中左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。
③离子交换膜的作用是不允许Ag+穿过，只允许NO3-通过，所以是阴离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag+，为了平衡电荷，正极区的NO3-就通过阴离子交换膜向负极移动。
(3)物质制备中的离子交换膜
次磷酸钴[C(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图：
①根据产物C(H2PO2)2确定离子移动方向；C2+向产品室移动，A是阳离子交换膜；H2PO2-向产品室移动，B是阴离子交换膜。
②C为阳极，阳极反应式为C-2e-===C2+。
③石墨为阴极，阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，Na+移向阴极，C是阳离子交换膜。
1.(2024·湖北，14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-===HCOO-+H·。下列说法错误的是( )
A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 ml H3N+CH2COOH双极膜中有4 ml H2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-===2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-===OHCCOOH+H2O
2.(2024·黑吉辽，12)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应：2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应：2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑
3.(2023·湖北，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x ml·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x ml·h-1
4.(2022·全国甲卷，10)一种水性电解液Zn⁃MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O
D.电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)42-+Mn2++2H2O
答案精析
精练高考真题
1.B [由题意可知，Cu电极为阳极，电极总反应为2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+H2↑+2H2O，阳极区消耗OH-、同时生成H2O，c(OH-)减小，A、C正确；PbCu电极为阴极，首先HOOC—COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC—COOH：H2C2O4+2e-+2H+===OHC—COOH+H2O，OHC—COOH与HO—N+H3反应生成HOOC—CH==N—OH：OHC—COOH+HO—N+H3HOOC—CH==N—OH+H2O+H+，HOOC—CHN—OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC—CH==N—OH+4e-+5H+===
H3N+CH2COOH+H2O，阴极总反应为H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+===H3N+CH2COOH+3H2O，1 ml H2O解离成1 ml H+和1 ml OH-，故理论上生成1 ml H3N+CH2COOH双极膜中有6 ml H2O解离，B错误、D正确。]
2.A [据图示可知，b电极上HCHO转化为HCOO-，HCHO发生氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，阳极反应：①HCHO+OH--e-===HCOOH+12H2↑，②HCOOH+OH-===HCOO-+H2O，阴极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，即转移2 ml电子时，阴、阳两极各生成1 ml H2，共2 ml H2；而传统电解水：2H2O2H2↑+O2↑，转移2 ml电子，只有阴极生成1 ml H2，所以相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，故A错误、B正确；由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，OH-通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，故C正确；由分析可知阳极反应为2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正确。]
3.D [b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O，为保持OH-浓度不变，则阴极产生的OH-要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中动能高的水以“汽”的形式穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1 ml H2要消耗1 ml H2O，生成H2的速率为x ml·h-1，则补水的速率也应是x ml·h-1，故D错误。]
4.A [根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH)42-，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O，K+从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误、C正确；Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移，B正确；电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)42-+Mn2++2H2O，D正确。]交换膜
类型
阳膜
阴膜
双极膜
特定的
交换膜
允许通过的离子及移动方向
阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极)
阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极)
中间层中的H2O解离出H+和OH-，H+移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH-移向原电池的负极(电解池的阳极)
只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H+通过，氯离子交换膜只允许Cl-通过
通性
无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极