高考化学一轮复习第7章化学反应与能量第37讲多池、多室的电化学装置学案

这是一份高考化学一轮复习第7章化学反应与能量第37讲多池、多室的电化学装置学案，共17页。

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。
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
1．(2024·佛山质检)西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池。该电池能有效捕获NO2，将其转化为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，再将产生的NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 电解制氨，工作原理示意图如下。下列说法错误的是( )
A．d极为电解池的阳极
B．Zn-NO2电池总反应为Zn＋2NO2===Zn(NO2)2
C．c极区溶液的pH增大
D．电路中转移2 ml e－时，理论上能得到2 ml NH3
解析：选D。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；B．Zn-NO2 电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌：Zn＋2NO2===Zn(NO2)2，B正确；C．c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；D．c极区亚硝酸根离子发生还原反应生成NH3，电子转移关系为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ～6e－～NH3，故电路中转移 2 ml e－时，理论上能得到 eq \f(1,3) ml NH3，D错误。
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5.40 g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________。
答案：(1)原电池 CH3OH－6e－＋8OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋6H2O
(2)阳极 4AgNO3＋2H2O eq \a\vs4\al(\(=====,\s\up7(电解),\s\d8( ))) 4Ag＋O2↑＋4HNO3
(3)280 D 1.60 (4)减小 增大
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2 ml电子时，双极膜中水的质量减少18 g
C．阳极区发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．再生池中发生的反应为2V3＋＋H2===2V2＋＋2H＋
解析：选C。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V3＋＋e－===V2＋，右侧为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑可知，当电路中通过2 ml电子时，双极膜中水减少2 ml，质量为36 g，选项B错误；C．阳极区发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，选项C正确；D．由装置图可知，再生池中发生的反应为2V2＋＋2H＋===2V3＋＋H2↑，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( )
A．a极为电源的负极，Y极上发生氧化反应
B．X极的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
D．每转移2 ml电子，理论上生成24 g LiOH
解析：选B。该电解池实质是电解水，根据题图可知，X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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，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2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，B正确；C．根据分析可知，X极为阳极，导出的是硫酸，则SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向阳极移动，膜1为阴离子交换膜，Y极为阴极，导出的是LiOH，则Li＋向阴极移动，膜2为阳离子交换膜，C错误；D．Y极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，每转移2 ml电子，理论上有2 ml Li＋向Y极迁移形成2 ml LiOH，其质量是48 g，D错误。
1．(2023·新高考广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
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。
课时跟踪练
[基础巩固]
1．(2024·阳江模拟)某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根离子进行无害化处理，工作原理示意图如下。下列有关说法错误的是( )
A．Mg电极为负极，Pt1为阳极
B．乙池中NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 在Pt1电极上发生还原反应
C．碳纳米管析出硫的电极反应为SO2＋4e－===S＋2O2－
D．Pt2电极上可能产生H2，周围pH增大
解析：选B。A．由题图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，乙池为电解池，Pt1 为阳极，故A正确；B．乙池为电解池，Pt2为阴极，硝酸根离子在Pt2电极上得电子生成氮气，发生还原反应，故B错误；C．碳纳米管为正极，电极反应为SO2＋4e－===S＋2O2－，故C正确；D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和氢氧根离子，水也可能放电生成氢气和氢氧根离子，周围pH增大，故D正确。
2．Al-H2O2 电池的总反应为2Al＋3HO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋3H2O===2[Al(OH)4]－＋OH－。现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A．Al电极为负极，c电极为阴极
B．装置1中OH－移向b电极
C．c电极的电极反应为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋N2↑＋6H2O
D．通电一段时间后，若Al电极的质量减少5.4 g，则d电极产生6.72 L H2
解析：选C。A．根据题图可知，Al电极为负极，c电极为阳极，故A错误；B．装置1中OH－应移向原电池的负极(Al电极)，故B错误；C．c电极为阳极，电极反应为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋N2↑＋6H2O，故C正确；D．若Al电极的质量减少5.4 g，即消耗0.2 ml Al，转移0.6 ml电子，则d电极上产生0.3 ml H2，在标准状况下的体积为6.72 L，故D错误。
3．(2024·河源调研)科学家发明了一种Mg-PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图。下列说法不正确的是( )
A．Na＋通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜
B．B区域的电解质溶液浓度逐渐减小
C．放电时，Mg电极反应为Mg＋2OH－－2e－===Mg(OH)2
D．消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g
解析：选B。由题图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应为Mg＋2OH－－2e－===Mg(OH)2，A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区；二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2e－===PbSO4＋2H2O，C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子的物质的量，故C区溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜N进入B区，B区中硫酸钠溶液的浓度增大，A、C正确，B错误。原电池工作时，消耗2.4 g镁，转移电子的物质的量为 eq \f(2.4 g,24 g·ml－1) ×2＝0.2 ml，C区消耗0.4 ml氢离子、0.1 ml硫酸根离子，同时有0.1 ml硫酸根离子移向B区，相当于溶液中减少0.2 ml硫酸，同时生成0.2 ml水，故C区实际减少的质量为0.2 ml×98 g·ml－1－0.2 ml×18 g·ml－1＝16.0 g，D正确。
4．利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．电解池中阴极的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
B．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 由左池向右池迁移
C．该光伏电池的N电极为负极
D．电路中有0.1 ml电子通过时，阳极室生成 33.2 g Ce(SO4)2
解析：选B。光伏电池内电子向N电极移动，故N电极为负极，P电极为正极，电解池中纯铜为阴极，石墨为阳极。A．由分析可知，纯铜为阴极，阴极发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A正确；B．Ce3＋在石墨电极上失去电子生成Ce4＋，发生了氧化反应，Ce4＋与SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 反应生成Ce(SO4)2消耗了硫酸根离子，因此右池中的SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向左池迁移，不断进行补充，B错误；C．由分析可知，该光伏电池的N电极为负极，C正确；D．电路中有0.1 ml电子通过时，根据石墨电极反应Ce3＋－e－===Ce4＋可知，阳极室生成0.1 ml即33.2 g Ce(SO4)2，D正确。
5．(2024·茂名质检)设计如下图所示的装置处理含甲醇的废水并进行粗铜的精炼。下列说法正确的是( )
A．甲电极增加的质量等于乙电极减少的质量
B．装置工作一段时间后，原电池装置中溶液的pH不变
C．理论上每产生标准状况下1.12 L CO2，甲电极增重9.6 g
D．原电池正极的电极反应为Fe3＋＋4H2O－3e－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋8H＋
解析：选C。由题意可知，该装置中左池为原电池，含细菌的碳棒为负极，另一碳棒为正极，右池为电解池，甲电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，乙电极为阳极，先是粗铜中的镁、铁等杂质放电，后是铜放电，故甲电极增加的质量不等于乙电极减少的质量，A项错误；原电池总反应为2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋10H＋＋CH3OH===2Fe3＋＋7H2O＋CO2↑，c(H＋)减小，溶液的pH增大，B项错误；原电池负极的电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，生成标准状况下1.12 L CO2转移电子的物质的量为0.3 ml，甲电极为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故生成铜的物质的量为0.15 ml，故甲电极增重0.15 ml×64 g·ml－1＝9.6 g，C项正确；原电池正极的电极反应为FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋8H＋＋3e－===Fe3＋＋4H2O，D项错误。
6．钴酸锂电池是一种常见的锂离子电池，用它作为电源按如下图所示的装置进行电解。通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为LixC6＋Li1－xCO2===LiCO2＋6C，则m处 Li1－xCO2为负极，失电子
B．当外电路中转移0.2 ml电子时，理论上装置Ⅰ中加入100 mL 2 ml/L盐酸可复原
C．d电极为阴极，电解过程中发生反应Cu＋Cl－－e－===CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了转化：CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－
解析：选D。A．根据钴酸锂电池放电时的总反应可知，LixC6 为负极，Li1－xCO2为正极，A项错误；B．外电路中转移0.2 ml电子时，a电极上放出0.1 ml H2，b电极上放出0.1 ml Cl2，应通入0.2 ml HCl气体复原，B项错误；C．a电极一直有气泡产生，且a的材料为铜，故a电极为阴极，d电极为阳极，电极反应为Cu＋Cl－－e－===CuCl，C项错误。
[素养提升]
7．清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将H2O解离成H＋和 OH－)电解合成NH3的反应器，其简化模型如下图所示。已知：法拉第常数F＝96 500 C·ml－1(法拉第常数的物理意义：每摩尔电子携带的电荷量)。下列说法错误的是( )
A．M极电势低于N极电势
B．电解合成过程中，N极附近电解质溶液的pH减小
C．阴极的电极反应为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－
D．理论上产生0.02 ml O2时，外电路流过的电量为 1 930 C
解析：选D。由题图可知，M极上硝酸根离子转变为氨，氮元素的化合价降低，得到电子，是电解池的阴极，与电源负极相连，所以N极是电解池的阳极，与电源正极相连，N极上氢氧根离子失去电子生成氧气和水。A．由分析可知，M极为阴极，与电源负极相连，由于正极电势高于负极电势，因此M极电势低于N极电势，A正确；B．电解合成过程中，N极上氢氧根离子失去电子生成氧气和水，所以N极附近电解质溶液的pH减小，B正确；C．根据分析可知，阴极的电极反应为 NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－，C正确；D．理论上产生0.02 ml O2时，氧元素的化合价由－2价升高到0价，转移0.08 ml e－，因此外电路流过的电量Q＝0.08 ml×96 500 C·ml－1＝7 720 C，D错误。
8．(2024·湛江一中开学考试)我国科学家设计了一种利用废水中的Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置(如下图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是( )
A．电子转移方向：c电极→导线→b电极
B．d电极的电极反应为H2O＋e－===·OH＋H＋
C．右侧装置中，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3
D．若a电极上有1 ml Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 参与反应，理论上NaCl溶液中有6 ml Cl－通过阴离子膜进入a电极区溶液
解析：选C。该装置是利用废水中的Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置，左侧为原电池，右侧为电解池，a电极发生还原反应，为正极，b电极发生氧化反应，为负极，则c电极为阴极，d电极为阳极。A．电子转移方向：b电极→导线→c电极，故A错误；B．根据题图可知，d电极的电极反应为H2O－e－===·OH＋H＋，故B错误；C．c电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，每转移2 ml 电子，c电极上产生1 ml气体，d电极的电极反应为H2O－e－===·OH＋H＋，羟基自由基(·OH)的氧化性仅次于氟气，苯酚被羟基自由基氧化的化学方程式为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，每转移2 ml电子，d电极上产生 eq \f(6,28) ×2 ml＝ eq \f(3,7) ml气体，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3，故C正确；D．a电极的电极反应为Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋6e－＋7H2O===2Cr(OH)3＋8OH－，若a电极上有1 ml Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 参与反应，理论上有6 ml OH－从a电极区溶液通过阴离子膜进入NaCl溶液，故D错误。
9．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2，并得到副产物H2、Cl2等，装置如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．a极反应：CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O
B．L膜为阳离子交换膜，电解时阴极室中NaOH溶液的浓度增大
C．可用铁电极替换阴极的石墨电极
D．a极上通入标准状况下2.24 L CH4，阳极室Ca2＋减少0.4 ml
解析：选B。甲烷燃料电池中，a极上CH4转化为CO2发生氧化反应，为负极，而b极上O2发生还原反应，为正极；阳极室Cl－失去电子生成Cl2，阴极室H2O放电生成H2和OH－。A．a极上CH4转化为CO2发生氧化反应，电极反应式为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，A项正确；B．阳极室中的Ca2＋经K膜进入产品室与从L膜进入的磷酸二氢根离子结合为Ca(H2PO4)2，所以L膜为阴离子交换膜，阴极室中H2O放电生成的OH－与从原料室进入的Na＋结合为NaOH，所以NaOH浓度增大，B项错误；C．阴极上电极本身不参与反应，可以换成铁电极，C项正确；D．由电子守恒和电荷守恒得到关系式CH4～8e－～4Ca2＋，即消耗1 ml CH4时，阳极室Ca2＋减少4 ml，标准状况下，2.24 L CH4的物质的量为0.1 ml，故阳极室Ca2＋减少0.4 ml，D项正确。
10．(2024·珠海月考)协同转化微生物电池(下图左池)可同时实现净化有机废水、含铬(Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )废水和淡化盐水三重功能，并且驱动电化学合成装置(下图右池)制备1，2-二氯乙烷。图中离子交换膜仅允许Na＋或Cl－通过。下列说法错误的是( )
A．A室中充入有机废水，C室中充入含铬废水
B．a、c膜为Cl－离子交换膜，b、d膜为Na＋离子交换膜
C．理论上1 mlCr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 还原为Cr3＋，两装置共可脱除6 ml NaCl
D．D室电极上发生的反应为CH2===CH2－2e－＋2Cl－===ClCH2CH2Cl
解析：选C。由题图可知，左池是原电池，电子流出的电极是负极，故A室是负极室，C室是正极室；右池是电解池，D室为阳极室，F室为阴极室。根据分析可知，生物膜电极为负极，碳网电极为正极，正极上发生还原反应将Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 还原为Cr3＋，故C室充入含铬废水，A室充入有机废水，A正确；原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，故a、c膜是Cl－离子交换膜，b、d膜是Na＋离子交换膜，B正确；C室碳网电极上发生的电极反应为Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O，根据电荷守恒可知，1 ml Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 反应，会有6 ml Na＋转移到C室，脱去6 ml NaCl，D室电极上发生的电极反应为CH2===CH2＋2Cl－－2e－===ClCH2CH2Cl，转移6 ml e－，消耗6 ml Cl－，会有6 ml Cl－转移到D室，脱去6 ml NaCl，共脱去12 ml NaCl，C错误，D正确。