微專題35微專題35電化學(xué)“多池和多室”串聯(lián)問題及計(jì)算1．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯誤的是

A．b電極反應(yīng)式為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，電池總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑。A．b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正確；B．該裝置工作時陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，為保持OH-離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；C．電解時電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；D．由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，故D錯誤；答案選D。2．（2022·山東·高考真題）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成，將廢舊鋰離子電池的正極材料轉(zhuǎn)化為，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是A．裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為D．若甲室減少，乙室增加，則此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A．電池工作時，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，同時生成H+，電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+，H+通過陽膜進(jìn)入陰極室，甲室的電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐漸減小，A錯誤；B．對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時得到Li+，其中的O2-與溶液中的H+結(jié)合H2O，電極反應(yīng)式為2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+，負(fù)極產(chǎn)生的H+通過陽膜進(jìn)入正極室，但是乙室的H+濃度仍然是減小的，因此電池工作一段時間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，B正確；C．電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯誤；D．若甲室Co2+減少200mg，則電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=；若乙室Co2+增加300mg，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，由于電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量不等，說明此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，即將乙室部分溶液轉(zhuǎn)移至甲室，D正確；故合理選項(xiàng)是BD?！按?lián)”類電池的解題流程一、有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算電化學(xué)的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，各電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，無論是單一電池還是串聯(lián)電解池，均可抓住電子守恒計(jì)算。1．解題關(guān)鍵(1)電極名稱要區(qū)分清楚；(2)電極產(chǎn)物要判斷準(zhǔn)確；(3)各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵循得失電子守恒。2．三種計(jì)算方法如以電路中通過4mole－為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計(jì)算電路中通過的電量。二、多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷將原電池和電解池結(jié)合在一起，或幾個電解池串聯(lián)在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算等知識，是高考中電化學(xué)部分的重要題型。解答該類試題時電池種類的判斷是關(guān)鍵，整個電路中各個電池工作時得失電子守恒是數(shù)據(jù)處理的法寶。1．直接判斷非常直觀明顯的裝置，如有燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時，則其他裝置為電解池。如圖：A為原電池，B為電解池。2．根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩個不同的金屬電極或一個金屬電極和一個碳棒電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：A為電解池，B為原電池。3．根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極，甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。4．原電池和電解池的組合裝置的思維模型三、綜合裝置中的有關(guān)計(jì)算原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計(jì)算的根本依據(jù)就是得失電子守恒，分析時要注意兩點(diǎn)：①串聯(lián)電路中各支路電流相等；②并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。圖中裝置甲是原電池，裝置乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5g，Cu極上析出H22.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，Pt極上析出Cl20.1mol，C極上析出Cu6.4g。甲池中H＋被還原生成H2，溶液pH變大；乙池中是電解CuCl2，電解后再加入適量CuCl2固體可使溶液復(fù)原。1．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）用可再生能源電還原時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應(yīng)發(fā)生在電極上B．從電極遷移到電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】C【解析】由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e?=C2H5OH+3H2O，電解池工作時，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。A．析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯誤；B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯誤；C．由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式有2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2O，故C正確；D．水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e—=O2↑+4H+，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，故D錯誤；答案選C。2．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）回收利用工業(yè)廢氣中的和，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。

下列說法不正確的是A．廢氣中排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是的水解程度大于的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的和D．裝置中的總反應(yīng)為【答案】C【解析】A．是酸性氧化物，廢氣中排放到空氣中會形成硫酸型酸雨，故A正確；B．裝置a中溶液的溶質(zhì)為，溶液顯堿性，說明的水解程度大于電離程度，故B正確；C．裝置a中溶液的作用是吸收氣體，與溶液不反應(yīng)，不能吸收，故C錯誤；D．由電解池陰極和陽極反應(yīng)式可知，裝置b中總反應(yīng)為，故D正確；選C。1．（2023·全國·高三專題練習(xí)）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝可節(jié)能，裝置如圖所示。已知：空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%。下列敘述錯誤的是A．X為，Y為B．C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若生成22.4LX，則消耗空氣56LD．燃料電池中陽離子的移動方向是從右側(cè)移向左側(cè)【答案】D【解析】A池電解飽和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，A的左側(cè)通入飽和NaCl溶液，得到X和稀NaCl溶液，所以X是Cl2，Y是H2；B池左側(cè)通入H2，右側(cè)通入空氣，B是氫氧燃料電池，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極。A．A池電解飽和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，A的左側(cè)通入飽和NaCl溶液，得到X和稀NaCl溶液，所以X是Cl2，Y是H2，故A正確；B．B是氫氧燃料電池，左側(cè)為負(fù)極發(fā)生反應(yīng)H2-2e-+2OH-=2H2O，左側(cè)消耗OH-，所以a＞；右側(cè)為正極發(fā)生反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，反應(yīng)生成OH-，所以c＞a，綜上所述，c＞a＞b，故B正確；C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若生成22.4LCl2，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電子守恒，則消耗11.2LO2，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，所以消耗空氣56L，故C正確；D．原電池中陽離子由負(fù)極移向正極，B是氫氧燃料電池，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極，燃料電池中陽離子的移動方向是從左側(cè)移向右側(cè)，故D錯誤；選D。2．（2023春·河北石家莊·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種利用廢水中的將苯酚氧化為和的原電池—電解池組合裝置(如圖)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保二位一體。已知：羥基自由基()的氧化性僅次于氟氣。下列說法正確的是A．電子轉(zhuǎn)移方向：c電極→導(dǎo)線→b電極B．d電極的電極反應(yīng)為C．右側(cè)裝置中，c、d兩電極產(chǎn)生氣體的體積比(相同條件下)為D．若a電極上有參與反應(yīng)，理論上溶液中有通過陰離子膜進(jìn)入a電極區(qū)溶液【答案】C【解析】該裝置是利用廢水中的將苯酚氧化為和的原電池—電解池組合裝置，左側(cè)為原電池，右側(cè)為電解池，a電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，b電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，則c電極為陰極，d電極為陽極，。A．左側(cè)裝置是原電池，右側(cè)裝置是電解池，原電池中，a電極是正極，b電極為負(fù)極。電解池中，c電極是陰極，d電極是陽極。電子轉(zhuǎn)移方向：b電極→導(dǎo)線→c電極，故A錯誤；B．根據(jù)圖示可知，d電極的電極反應(yīng)為，故B錯誤；C．c電極的電極反應(yīng)為，每轉(zhuǎn)移電子，c電極上產(chǎn)生氣體。d電極的電極反應(yīng)為，羥基自由基()的氧化性僅次于氟氣，苯酚被羥基自由基氧化的化學(xué)方程式為，每轉(zhuǎn)移電子，d電極上產(chǎn)生氣體。c、d兩電極產(chǎn)生氣體的體積比(相同條件下)為，故C正確；D．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)為，若a電極上有參與反應(yīng)，理論上有從a電極區(qū)溶液通過陰離子膜進(jìn)入溶液，故D錯誤；故選C。3．（2023·全國·模擬預(yù)測）利用含有機(jī)化合物的廢水[廢水中的有機(jī)化合物表示為，發(fā)電原理為(未配平)]發(fā)電，電解KI溶液制備的工作裝置如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)極為原電池正極，c極為電解池陰極B．裝置工作時，當(dāng)甲池質(zhì)子交換膜通過1mol時，負(fù)極生成5.6LC．Ⅱ室為酸性溶液，Ⅲ室為KI溶液D．裝置工作一段時間后，Ⅳ室需補(bǔ)充KOH，X為【答案】C【解析】由題干信息“電解KI溶液制備”，并結(jié)合Ⅳ室為KOH溶液可知，Ⅲ室發(fā)生的反應(yīng)為，則Ⅲ室為KI溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b極為原電池正極，a極為原電池負(fù)極，c極為電解池陽極，d極為電解池陰極。A．根據(jù)分析，Ⅲ室為KI溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b極為原電池正極，c極為電解池陽極，A錯誤；B．未指明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)算的體積，B錯誤；C．根據(jù)分析，a極為原電池負(fù)極，則I室發(fā)生氧化反應(yīng)，故I室為含有機(jī)化合物的廢水，Ⅱ室發(fā)生還原反應(yīng)，即，故Ⅱ室為酸性溶液，C正確；D．根據(jù)分析，c、d極分別為電解池的陽極和陰極，c極發(fā)生反應(yīng)，d極發(fā)生反應(yīng)，生成的通過離子交換膜進(jìn)入Ⅲ室，但同時消耗了水，Ⅳ室中KOH濃度增大，故裝置工作一段時間后Ⅳ室無需補(bǔ)充KOH，D錯誤；故選C。4．（2023·全國·高三專題練習(xí)）現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．NaB(OH)4中B的化合價為+3價B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜【答案】C【解析】A．設(shè)B化合價為x，根據(jù)化合價為o計(jì)算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A項(xiàng)正確；B．N與電源的負(fù)極相連為電解池的陰極，該極為H+發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B項(xiàng)正確；C．若撤去a膜，經(jīng)b膜進(jìn)入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C項(xiàng)錯誤；D．裝置中得到H3BO3，需要經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室而H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，所以a、b分別為陽離子和陰離子交換膜。原料室中的Na+需要經(jīng)c膜進(jìn)入N室形成NaOH，所以c膜為陽極膜，D項(xiàng)正確；故選C。5．（2023春·江蘇連云港·高一統(tǒng)考期中）一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．圖中的X為B．電解池能實(shí)現(xiàn)原電池的燃料和氧化劑再生C．原電池中負(fù)極電極反應(yīng)式是D．該系統(tǒng)中存在著太陽能、電能、化學(xué)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】A．電解水生成氫氣和氧氣，圖中的X為，故A正確；B．電解池中電解水生成氫氣和氧氣，能實(shí)現(xiàn)原電池的燃料和氧化劑再生，故B正確；C．氫氧燃料電池，負(fù)極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是，故C錯誤；D．該系統(tǒng)中存在著太陽能、電能、化學(xué)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，故D正確；選C。6．（2023秋·黑龍江哈爾濱·高二哈師大附中?？计谀┮阎撤磻?yīng)中的四種物質(zhì)：、、、，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池如圖甲所示、設(shè)計(jì)成的電解池如圖乙所示。乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量關(guān)系如圖丙，下列判斷正確的是A．溶液X中含有和B．原電池工作時，鹽橋中的陰離子不斷進(jìn)入X溶液中C．圖丙中③線是的變化D．甲、乙兩裝置中的電極上均發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】AD【解析】某反應(yīng)中的四種物質(zhì)：、、、，根據(jù)氧化性Fe3+>Cu2+，可知放電時反應(yīng)方程式為2+=+2。A．根據(jù)反應(yīng)2+=+2，石墨為正極、銅為負(fù)極，溶液X中含有和，故A正確；B．根據(jù)反應(yīng)2+=+2，原電池工作時，石墨為正極、銅為負(fù)極，鹽橋中的陽離子不斷進(jìn)入X溶液中，故B錯誤；C．電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，、Fe2+的變化量為2mol，Cu2+的變化量為1mol，所以圖丙中③線是Cu2+的變化，故C錯誤；D．甲裝置為原電池，銅為負(fù)極，乙裝置為電解池，根據(jù)圖丙，Cu2+的物質(zhì)的量增加，可知Cu是陽極，甲、乙兩裝置中的電極上均發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確；選AD。7．（2021·浙江·高考真題）鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是A．?dāng)嚅_K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．?dāng)嚅_K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】根據(jù)圖示，電極A充電時為陰極，則放電時電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2，負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，電極B充電時為陽極，則放電時電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，據(jù)此分析作答。A．?dāng)嚅_K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，A正確；B．?dāng)嚅_K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正確；C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此時為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯誤；D．根據(jù)分析，放電時總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。8．（2021·湖南·高考真題）鋅溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯誤的是A．放電時，N極為正極B．放電時，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【解析】由圖可知，放電時，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e-=2Br-，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e-=Zn2+，溴離子進(jìn)入左側(cè)，左側(cè)溴化鋅溶液的濃度增加；充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極。A．由分析可知，放電時，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電時，溶液中有Zn2+與Br-生成，通過循環(huán)回路，左側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度增大，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。9．（2021·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)【答案】C【解析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，說明石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，則電源b為正極，a為負(fù)極，石墨電極Ⅰ為陰極，據(jù)此解答。A．由分析可知，a是電源的負(fù)極，故A正確；B．石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，通電一段時間后，產(chǎn)生氧氣和氫離子，所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色，故B正確；C．隨著電解的進(jìn)行，銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì)，所以CuCl2溶液濃度變小，故C錯誤；D．當(dāng)完全溶解時，消耗氫離子為0.06mol，根據(jù)陽極電極反應(yīng)式，產(chǎn)生氧氣為0.015mol，體積為336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，故D正確；故選C。10．（2021·廣東·高考真題）鈷()的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。A．由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；B．由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯誤；C．若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；D．由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D。1．（2021·全國·高考真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是A．在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e-=+H2OC．制得乙醛酸，理論上外電路中遷移了電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【解析】該裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br-被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移向陰極，OH-移向陽極。A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；B．陽極上為Br-失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；C．電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；D．由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。2．（2021·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)【答案】C【解析】通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，說明石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，則電源b為正極，a為負(fù)極，石墨電極Ⅰ為陰極，據(jù)此解答。A．由分析可知，a是電源的負(fù)極，故A正確；B．石墨電極Ⅱ?yàn)殛枠O，通電一段時間后，產(chǎn)生氧氣和氫離子，所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色，故B正確；C．隨著電解的進(jìn)行，銅離子在陰極得電子生成銅單質(zhì)，所以CuCl2溶液濃度變小，故C錯誤；D．當(dāng)完全溶解時，消耗氫離子為0.06mol，根據(jù)陽極電極反應(yīng)式，產(chǎn)生氧氣為0.015mol，體積為336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，故D正確；故選C。3．（2021·廣東·高考真題）鈷()的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大B．生成，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷，電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。A．由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；B．由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯誤；C．若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；D．由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，故D正確；故選D。4．（2021·江蘇·高考真題）通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是A．電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B．電解時陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2OC．電解的總反應(yīng)方程式：2H2O2H2↑+O2↑D．電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上可獲得22.4LO2【答案】B【解析】A．陰極水電離的氫離子得電子生成氫氣，陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電解過程總反應(yīng)為，電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度不變，故A錯誤；B．電解時陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正確；C．陰極水電離的氫離子得電子生成氫氣，陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電解過程總反應(yīng)為，故C錯誤；D．電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4molNiOOH，根據(jù)，生成1mol氧氣，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積不一定是22.4L，故D錯誤；選B。5．（2023春·湖北武漢·高二華中師大一附中?？计谥校┠逞芯啃詫W(xué)習(xí)小組用下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究原電池、電解池和電解精煉鈷的工作原理。一段時間后裝置甲的兩極均有氣體產(chǎn)生，且X極處溶液逐漸變成紫紅色；停止實(shí)驗(yàn)觀察到鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清。請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及所查資料，回答下列問題：查閱資料：高鐵酸根在溶液中呈紫紅色。(1)上述裝置中，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極有_______(填字母)。A． B． C． D．(2)丙池中的(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動。(3)反應(yīng)過程中，X極處發(fā)生的電極反應(yīng)為和。(4)一段時間后，若X極質(zhì)量減小1.12g，Y電極收集到2.24L氣體，則在X極收集到氣體為mL(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時氣體體積)。(5)乙池是電解制備金屬鈷的裝置圖，理論上I室中(填“變大”、“變小”或“不變”)，該電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(6)若撤掉裝置乙中的陽離子交換膜，石墨電極上產(chǎn)生的氣體除外，還可能有?！敬鸢浮?1)A(2)從右向左(3)(4)448(5)不變(6)【解析】丙裝置是原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，甲裝置是電解池，乙裝置是電解精煉鈷的裝置，與電源負(fù)極相連的的電極是電解池的陰極，與電源正極相連的的電極是電解池的陽極，則甲池中X極作陽極，Y作陰極，乙池中石墨作陽極，Co作陰極。（1）原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，則上述裝置中，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極有丙中的Zn電極、甲中的X電極、乙池中的石墨電極，符合題意的是A選項(xiàng)，故答案為：A。（2）根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，實(shí)驗(yàn)過程中，丙池中的會向正電荷較多的Zn電極方向移動，即從右向左移動，故答案為：從右向左。（3）在電解過程中，X極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，X極處發(fā)生的電極反應(yīng)為和，故答案為：。（4）根據(jù)條件可知，n(H2)==0.1mol，n(Fe)==0.02mol，在整個電路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，4n(O2)+6n(Fe)=2n(H2)，即4n(O2)+60.02mol=20.1mol，n(O2)=0.02mol，即V(O2)=0.02mol22.4L/mol=0.448L=448mL，故答案為：448。（5）乙池中石墨為陽極，陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑，氫離子經(jīng)過陽離子交換膜由I室進(jìn)入II室，則I室中氫離子數(shù)目不變，所以理