【升级版】微专题35电化学“多池和多室”串联问题及计算（原卷版）(全国版).docx

1、微专题35 电化学“多池和多室”串联问题及计算1（2023湖北统考高考真题）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生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是Ab电极反应式为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2（2022山东高考真题）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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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

2、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D若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移“串联”类电池的解题流程一、有关电化学的计算电化学的反应本质是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。1解题关键(1)电极名称要区分清楚；(2)电极产物要判断准确；(3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。2三种计算方法如以电路中通过4 mol e为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n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。提示：在电化学

3、计算中，还常利用QIt和Qn(e)NA1.601019C来计算电路中通过的电量。二、多池串联装置中电池类型的判断将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时得失电子守恒是数据处理的法宝。1直接判断非常直观明显的装置，如有燃料电池、铅蓄电池等在电路中时，则其他装置为电解池。如图：A为原电池，B为电解池。2根据电池中的电极材料和电解质溶液判断原电池一般是两个不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，

4、如两个铂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：A为电解池，B为原电池。3根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图：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。4原电池和电解池的组合装置的思维模型三、综合装置中的有关计算原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是得失电子守恒，分析时要注意两点：串联电路中各支路电流相等；并

5、联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。图中装置甲是原电池，装置乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解 6.5g，Cu极上析出H2 2.24L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu6.4g。甲池中H被还原生成H2，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。1（2023全国统考高考真题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(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析氢反应发生在电极上B从电极迁移到电极C阴极发生的反应有：D每转移电

6、子，阳极生成气体(标准状况)2（2023北京统考高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。下列说法不正确的是A废气中排放到大气中会形成酸雨B装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度C装置a中溶液的作用是吸收废气中的和D装置中的总反应为1（2023全国高三专题练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，装置如图所示。已知：空气中氧气的体积分数为20%。下列叙述错误的是AX为，Y为BC标准状况下，若生成22.4L X，则消耗空气56LD燃料电池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧2（2023春河北石家庄高三校联考阶段练习）我国科学家设计了一种利用废水中

7、的将苯酚氧化为和的原电池电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基()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Bd电极的电极反应为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D若a电极上有参与反应，理论上溶液中有通过阴离子膜进入a电极区溶液3（2023全国模拟预测）利用含有机化合物的废水废水中的有机化合物表示为，发电原理为(未配平)发电，电解KI溶液制备的工作装置如图所示。下列说法正确的是Aa极为原电池正极，c极为电解池阴极B装置工作时，当甲池质子交换膜通过1 mol 时，负极生成5.6 L C室为酸性溶液，室为KI溶液D装置工

8、作一段时间后，室需补充KOH，X为4（2023全国高三专题练习）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是ANaB(OH)4中B的化合价为+3价BN室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-C去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度Da、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜5（2023春江苏连云港高一统考期中）一种航天器能量储存系统原理如图所示。下列说法错误的是A图中的X为B电解池能实现原电池的燃料和氧化剂再生C原电池中负极电极反应式是D该系统中存在着太阳能、电能、

9、化学能和机械能之间的相互转化6（2023秋黑龙江哈尔滨高二哈师大附中校考期末）已知某反应中的四种物质：、，将该反应设计成的原电池如图甲所示、设计成的电解池如图乙所示。乙烧杯中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量关系如图丙，下列判断正确的是A溶液X中含有和B原电池工作时，盐桥中的阴离子不断进入X溶液中C图丙中线是的变化D甲、乙两装置中的电极上均发生氧化反应7（2021浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能电能B断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还

10、原反应C电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)28（2021湖南高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A放电时，N极为正极B放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C充电时，M极的电极反应式为D隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过9（2021天津高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是Aa是电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶

11、液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)10（2021广东高考真题）钴()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，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：1（2021全国高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，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在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B阳极上的反应式为：+2H+

12、2e-=+H2OC制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子D双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移2（2021天津高考真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是Aa是电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)3（2021广东高考真题）钴()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，室和室溶液的均增大B生成，室溶液质量理论上减少C移除两交换膜后，石墨电极

13、上发生的反应不变D电解总反应：4（2021江苏高考真题）通过下列方法可分别获得H2和O2：通过电解获得NiOOH和H2(如图)；在90将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是A电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2OC电解的总反应方程式：2H2O2H2+O2D电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO25（2023春湖北武汉高二华中师大一附中校考期中）某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐渐变成紫

14、红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：查阅资料：高铁酸根在溶液中呈紫红色。(1)上述装置中，发生氧化反应的电极有_(填字母)。ABCD(2)丙池中的 (填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。(3)反应过程中，X极处发生的电极反应为和 。(4)一段时间后，若X极质量减小1.12g，Y电极收集到2.24L气体，则在X极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。(5)乙池是电解制备金属钴的装置图，理论上I室中 (填“变大”、“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是 。(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气

15、体除外，还可能有 。6（2023春黑龙江双鸭山高二双鸭山一中校考开学考试）(I)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”)，乙池总反应式为 。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中析出 g铜。(II)氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。(4)图中X (填化学式)比较图示中a%与b%的大小 。(5)写出燃料电池中的电极反应式：负极电极反应式 (6)当生成的X气体为2mol时，理论上通入空气的体积(标况)为 L