第35講電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用1．了解離子交換膜的分類及特點(diǎn)，理解離子交換膜在裝置中的作用。2.能依據(jù)電化學(xué)原理分析多池連接的電化學(xué)裝置，能進(jìn)行電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算。考點(diǎn)一離子交換膜在電化學(xué)中的應(yīng)用1．常見的離子交換膜離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對溶液中的離子具有選擇透過功能的膜，通常由特殊高分子材料制成。離子交換膜分為(1)陽離子交換膜，只允許陽離子通過，不允許陰離子通過。(2)陰離子交換膜，只允許陰離子通過，不允許陽離子通過。(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過，不允許其他陽離子或陰離子通過。(4)雙極隔膜，是一種新型離子交換膜，其膜主體可分為陰離子交換層、陽離子交換層和中間界面層，水解離催化劑被夾在中間的離子交換聚合物中，水電離產(chǎn)物H＋和OH－可在電場力的作用下快速遷移到兩側(cè)溶液中，為膜兩側(cè)的半反應(yīng)提供各自理想的pH條件。2．離子交換膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高產(chǎn)品的純度或避免不安全因素。(2)能選擇性地允許離子通過，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。3．“離子交換膜”題的思維模型題組一離子交換膜在原電池中的應(yīng)用1．(2025·河北唐山高三期末)一種新型可充電鈉離子電池，放電時(shí)原理如圖所示。下列說法正確的是(D)A．充電時(shí)，b電極與外接電源正極相連B．離子交換膜為陰離子交換膜C．充電時(shí)，a極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]D．放電時(shí)，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2mol電子，b極區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少22g解析：根據(jù)題干放電原理圖，Mo箔作正極，在正極發(fā)生電極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]，Mg箔作負(fù)極，發(fā)生電極反應(yīng)為2Mg＋2Cl－－4e－=[Mg2Cl2]2+。充電時(shí)，b電極與外接電源負(fù)極相連，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電解液是含Na＋的有機(jī)電解質(zhì)，故離子交換膜為陽離子交換膜，允許Na＋通過，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，a極反應(yīng)式為Na2Fe[Fe(CN)6]－2e－=2Na＋＋Fe[Fe(CN)6]，C錯(cuò)誤；放電時(shí)，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)2Mg＋2Cl－－4e－=[Mg2Cl2]2+，負(fù)極區(qū)增加1molMg2+，增加的質(zhì)量為24g/mol×1mol＝24g，正極電極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]，Na＋向正極移動(dòng)，外電路轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，轉(zhuǎn)移2molNa＋，轉(zhuǎn)移Na＋的質(zhì)量為2mol×23g/mol＝46g，b極區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少46g－24g＝22g，D正確。2．(2025·河南三門峽高三月考)ZnCO2電池實(shí)現(xiàn)了對CO2的高效利用，其原理如圖所示。下列說法不正確的是(C)A．多孔Pd納米片為正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．Zn電極反應(yīng)式為Zn＋4OH－－2e－=[Zn(OH)4]2-C．a(chǎn)為H＋，b為OH－D．當(dāng)外電路通過1mole－時(shí)，雙極膜中離解水的物質(zhì)的量為1mol解析：由題圖可知，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極，則多孔Pd納米片為正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；Zn電極上鋅失去電子生成[Zn(OH)4]2-，反應(yīng)式為Zn＋4OH－－2e－=[Zn(OH)4]2-，B正確；原電池中陽離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故b為H＋，a為OH－，C錯(cuò)誤；當(dāng)外電路通過1mole－時(shí)，由電荷守恒可知，雙極膜中離解水的物質(zhì)的量為1mol，產(chǎn)生1mol氫離子、1mol氫氧根離子，D正確。題組二離子交換膜在電解池中的應(yīng)用3．(2024·江西九江一模)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了CO2與氯堿耦合電解池裝置如圖。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以得到氯氣和氫氧化鈉，實(shí)現(xiàn)與氯堿工業(yè)的聯(lián)合。下列說法正確的是(C)A．離子交換膜為陰離子交換膜B．工作一段時(shí)間陰極附近溶液的pH減小C．電解總化學(xué)反應(yīng)方程式為CO2＋2NaCl＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))HCOONa＋Cl2＋NaOHD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成2.24LCl2，溶液中通過的電子為0.2mol解析：由題圖可知，陰極的電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H2O=HCOO－＋OH－，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，電解總化學(xué)反應(yīng)方程式為CO2＋2NaCl＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))HCOONa＋Cl2＋NaOH，C正確；陰極區(qū)域生成OH－，Na＋從陽極區(qū)域通過交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，所以該離子交換膜只能讓陽離子通過，不能讓陰離子通過，采用陽離子交換膜，可以提高NaOH的產(chǎn)量和純度，A錯(cuò)誤；工作一段時(shí)間陰極產(chǎn)生OH－，陰極附近pH變大，B錯(cuò)誤；電子不能通過溶液，D錯(cuò)誤。4．(2024·河北名校聯(lián)盟12月聯(lián)考)某有色金屬工業(yè)的高鹽廢水中主要含有H＋、Cu2+、Zn2+、SOeq\o\al(2-,4)、F－和Cl－，利用如圖電解裝置可回收ZnSO4、CuSO4并盡可能除去F－和Cl－，其中雙極膜(BP)中間層的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移，M膜、N膜需在一價(jià)陰離子交換膜和陽離子交換膜中選擇。下列說法錯(cuò)誤的是(B)A．BP膜中H＋均向右側(cè)溶液遷移，M膜為一價(jià)陰離子交換膜B．溶液a的溶質(zhì)主要為HF和HCl，溶液b的溶質(zhì)主要為ZnSO4和CuSO4C．當(dāng)陽極產(chǎn)生22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有4mol離子通過N膜D．電解過程中，應(yīng)控制高鹽廢水的pH不能過高解析：由題圖可知，最左側(cè)為陽極室，水放電生成氧氣和氫離子；最右側(cè)為陰極室，水放電生成氫氣和氫氧根離子；電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，BP膜中H＋均向右側(cè)溶液遷移。氟離子、氯離子通過M膜向左側(cè)遷移，故M膜為一價(jià)陰離子交換膜，A正確；溶液a中氟離子、氯離子通過M膜向左側(cè)遷移，氫離子與右側(cè)雙極膜遷移出來的OH－中和，故反應(yīng)后溶液a的溶質(zhì)主要為ZnSO4和CuSO4，溶液b的溶質(zhì)主要為右側(cè)遷移過來的氟離子、氯離子與左側(cè)遷過來的氫離子生成的HF和HCl，B錯(cuò)誤；陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，當(dāng)陽極產(chǎn)生22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下為1mol)時(shí)，根據(jù)電子守恒可知，有4mol離子通過N膜，C正確；電解過程中，若pH過高則會(huì)導(dǎo)致鋅離子、銅離子轉(zhuǎn)化為沉淀，故應(yīng)控制高鹽廢水的pH不能過高，D正確?？键c(diǎn)二“多池串聯(lián)”的兩大模型判斷和電解的定量計(jì)算1．常見多池串聯(lián)裝置圖(1)外接電源與電解池的串聯(lián)模型A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。(2)原電池與電解池的串聯(lián)模型甲、乙兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。2．電解的定量計(jì)算(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)得失電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)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。題組一“多池串聯(lián)”電化學(xué)裝置分析1．(2024·黑龍江哈爾濱九中期中)采用空氣和水通過電解法可制備H2O2，裝置如圖所示。乙中管道將d極產(chǎn)生的氣體通過管道送至c極。已知溶液的pH過高時(shí)H2O2會(huì)分解。下列說法錯(cuò)誤的是(A)A．d極為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．可以將乙池中KNO3替換成Na2SO4C．若以CH3OCH3為燃料消耗4.6g時(shí)，能生成20.4gH2O2D．裝置中質(zhì)子交換膜除了平衡電荷還有調(diào)節(jié)pH的作用解析：由題圖分析，甲為燃料電池，a為負(fù)極，b為正極；乙為電解池，c為陰極，d為陽極。d極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，c極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋=H2O2，A錯(cuò)誤；乙池中的KNO3起導(dǎo)電作用，可以將KNO3替換成Na2SO4，B正確；若以CH3OCH3為燃料，電極反應(yīng)式為CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋，消耗二甲醚4.6g時(shí)電子轉(zhuǎn)移1.2mol，根據(jù)O2＋2e－＋2H＋=H2O2反應(yīng)能生成0.6molH2O2，即0.6mol×34g/mol＝20.4gH2O2，C正確；a極生成H＋，b極消耗H＋，d極生成H＋，c極消耗H＋，裝置中質(zhì)子交換膜除了平衡電荷還有調(diào)節(jié)pH的作用，D正確。2．(2025·安徽池州高三期末)科學(xué)家設(shè)計(jì)了如圖裝置通過電解制備苯乙酸，下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)極電極反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋8H＋－6e－=2Cr(OH)3＋H2OB．電極電勢：b>aC．裝置Ⅱ中每消耗1mol，理論上有2mol質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜D．工作一段時(shí)間后NaCl溶液的濃度升高解析：a極電極反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋8H＋＋6e－=2Cr(OH)3＋H2O，A錯(cuò)誤；由裝置Ⅰ可知，a極為正極，b極為負(fù)極，電極電勢：a>b，B錯(cuò)誤；裝置Ⅱ中每消耗1mol，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上有2mol質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜，C正確；OH－通過陰離子交換膜進(jìn)入NaCl溶液，H＋通過陽離子交換膜進(jìn)入NaCl溶液，H＋和OH－結(jié)合生成水，工作一段時(shí)間后NaCl溶液的濃度降低，D錯(cuò)誤。串聯(lián)類電池的思維流程題組二電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算3．如圖所示，通電5min后，電極5的質(zhì)量增加2.16g，請回答下列問題。(1)a為電源的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，C池是電解池。A池陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，C池陰極的電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag。(2)如果B池中共收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）且溶液體積為200mL（設(shè)電解過程中溶液體積不變），則通電前溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為0.025mol·L-1。(3)如果A池溶液是200mL足量的食鹽水（電解過程溶液體積不變），則通電5min后，溶液的pH為13。解析：(1)根據(jù)已知條件通電5min后，電極5的質(zhì)量增加2.16g，說明電極5作陰極，Ag＋放電，電極反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.02mol，同時(shí)可知電極6作陽極，與電源的正極相連，則a是負(fù)極，b是正極，電極1、3、5作陰極，電極2、4、6作陽極。(2)B池中電解總反應(yīng)為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若轉(zhuǎn)移0.02mol電子時(shí)只收集到O2（只電解溶質(zhì)），則根據(jù)關(guān)系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005mol，體積為112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）<224mL，說明溶質(zhì)CuSO4已耗完，然后電解水。設(shè)整個(gè)過程消耗CuSO4xmol，H2Oymol，則有2x＋2y＝0.02，eq\f(1,2)x＋eq\f(3,2)y＝0.01，解得x＝y(tǒng)＝0.005，則c(CuSO4)＝0.025mol·L-1。(3)由于A池中電解液足量，A池中只發(fā)生反應(yīng)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根據(jù)關(guān)系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02mol，則c(NaOH)＝eq\f(0.02mol,0.2L)＝0.1mol·L-1，即溶液的pH＝13。4．二十大報(bào)告明確了生態(tài)文明建設(shè)的總基調(diào)是推動(dòng)綠色發(fā)展。NO空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合。某化學(xué)興趣小組用如圖裝置模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程。已知電極材料均為惰性電極?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲池在放電過程中的負(fù)極反應(yīng)式為NO＋2H2O－3e－=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋。(2)乙池中通入廢氣SO2的電極為陽極，電池總反應(yīng)的離子方程式為5SO2＋2NO＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NHeq\o\al(＋,4)＋5SOeq\o\al(2-,4)＋8H＋。(3)b為陰（填“陽”或“陰”）離子交換膜。當(dāng)濃縮室得到4L濃度為0.6mol·L-1的鹽酸時(shí)，M室中的溶液的質(zhì)量變化為減小18g（溶液體積變化忽略不計(jì)）。(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲池有5.6LO2參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣（SO2和NO）的總體積為15.68L。解析：(1)甲池在放電過程中，負(fù)極上一氧化氮失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸根離子，反應(yīng)為NO＋2H2O－3e－=NOeq\o\al(－,3)＋4H＋。(2)乙池中通入廢氣SO2的電極連接電源的正極，為陽極；陽極二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，陰極一氧化氮發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，電池總反應(yīng)的離子方程式為5SO2＋2NO＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NHeq\o\al(＋,4)＋5SOeq\o\al(2-,4)＋8H＋。(3)丙中陽極上水放電發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，氫離子從M室通過a膜進(jìn)入濃縮室；N室中氯離子通過b膜進(jìn)入濃縮室，最終得到較濃的鹽酸，故b為陰離子交換膜。當(dāng)濃縮室得到4L濃度為0.6mol·L-1鹽酸時(shí)，遷移過來的氫離子為4L×(0.6mol·L-1－0.1mol·L-1)＝2mol；2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，則反應(yīng)1mol水，M室中溶液的質(zhì)量變化為減少1mol×18g·mol-1＝18g。(4)乙池中SO2轉(zhuǎn)化為硫酸根離子，NO轉(zhuǎn)化為銨根離子；若標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲池有5.6LO2（為0.25mol）參加反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒可知，O2～4e－～2SO2～eq\f(4,5)NO，則乙池中處理廢氣（SO2和NO）共0.7mol，總體積為15.68L。電有機(jī)合成電有機(jī)合成是一種利用電化學(xué)方法合成有機(jī)化合物的技術(shù)，在近幾年的高考題中屢屢出現(xiàn)。它可以在溫和條件下高效地實(shí)現(xiàn)各種有機(jī)反應(yīng)，具有環(huán)保、高效、可控等特點(diǎn)，電有機(jī)合成相對于傳統(tǒng)有機(jī)合成具有顯著的優(yōu)勢?！究碱}】（2024·湖北卷）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種雙位點(diǎn)PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學(xué)催化合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H＋和OH－在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲醛轉(zhuǎn)化為HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－?[OCH2O]2-＋H2O。Cu電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為[OCH2O]2-－e－=HCOO－＋H·。下列說法錯(cuò)誤的是()A.電解一段時(shí)間后陽極區(qū)c(OH－)減小B.理論上生成1molH3N＋CH2COOH雙極膜中有4molH2O解離C.陽極總反應(yīng)式為2HCHO＋4OH－－2e－=2HCOO－＋H2↑＋2H2OD.陰極區(qū)存在反應(yīng)H2C2O4＋2H＋＋2e－=CHOCOOH＋H2O(1)根據(jù)兩極上的物質(zhì)轉(zhuǎn)化判斷陰陽極。(2)根據(jù)電解原理和題意寫出陰陽極的電極反應(yīng)式。(3)根據(jù)電極反應(yīng)式分析極區(qū)電解質(zhì)溶液發(fā)生哪些變化？(4)根據(jù)電子轉(zhuǎn)移和離子遷移之間的量化關(guān)系分析生成1molH3N＋CH2COOH雙極膜中解離H2O的物質(zhì)的量?！敬鸢浮緽【教材】（人教版選擇性必修1P109）電有機(jī)合成許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)包含電子的轉(zhuǎn)移，使這些反應(yīng)在電解池中進(jìn)行時(shí)稱為電有機(jī)合成。例如，制造尼龍66的原料己二腈[NC(CH2)4CN]用量很大，傳統(tǒng)上以乙炔和甲醛為原料經(jīng)過很長路線才能合成己二腈。如改用電合成法，則先以丙烯為原料制備丙烯腈(CH2=CHCN)，再用丙烯腈電合成己二腈。電合成己二腈的反應(yīng)如下。陽極：H2O－2e－=eq\f(1,2)O2↑＋2H＋陰極：2CH2=CHCN＋2H＋＋2e－=NC(CH2)4CN總反應(yīng)：2CH2=CHCN＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))NC(CH2)4CN＋eq\f(1,2)O2↑與其他有機(jī)合成相比，電有機(jī)合成具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)(1)在有機(jī)反應(yīng)中，去氧或加氫的反應(yīng)為還原反應(yīng)，加氧或去氫的反應(yīng)為氧化反應(yīng)。(2)寫電極反應(yīng)式時(shí)注意電解池中各室電解裝置所處的環(huán)境條件，即酸性條件下不出現(xiàn)OH－，堿性條件下不出現(xiàn)H＋，有機(jī)環(huán)境中一般為O2-。(3)在電化學(xué)原理中，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的1．（2024·河北石家莊二模）電有機(jī)合成是一種應(yīng)用廣泛的新型有機(jī)合成方法。某種3-氯-4-氨基苯酚的電有機(jī)合成裝置如圖所示，下列說法正確的是(D)A.b與外接電源的正極相連B．Pb電極的電極反應(yīng)式：Pb－2e－=Pb2+C．電解一段時(shí)間后，陰、陽兩極室中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量均增大D．理論上每生成1mol，電路中轉(zhuǎn)移4mole－解析：b電極上，發(fā)生還原反應(yīng)生成，可知b是陰極，a是陽極，b與外接電源的負(fù)極相連，故A錯(cuò)誤；陽極（Pb電極）的電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2-,4)=PbSO4，故B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極室有1molSOeq\o\al(2-,4)轉(zhuǎn)化為PbSO4沉淀，同時(shí)有2molH＋移入陰極室，電解一段時(shí)間后，陽極室中電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，故C錯(cuò)誤；陰極發(fā)生反應(yīng)＋4e－＋4H＋=＋H2O，理論上每生成1mol，電路中轉(zhuǎn)移4mole－，故D正確。2．（2024·湖南卷）在KOH水溶液中，電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時(shí)，伴隨少量O2生成，電解原理如圖所示，下列說法正確的是(B)A．電解時(shí)，OH－向Ni電極移動(dòng)B.生成C6Neq\o\al(4-,16)的電極反應(yīng)：2C3N8H4＋8OH－－4e－=C6Neq\o\al(4-,16)＋8H2OC．電解一段時(shí)間后，溶液pH升高D．每生成1molH2的同時(shí)，生成0.5molK4C6N16解析：由題干電解原理圖可知，Ni電極產(chǎn)生氫氣，作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為KOH水溶液，則電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；Pt電極C3N8H4失去電子生成C6Neq\o\al(4-,16)，作陽極，電極反應(yīng)為2C3N8H4＋8OH－－4e－=C6Neq\o\al(4-,16)＋8H2O，同時(shí)，Pt電極還伴隨少量O2生成，電極反應(yīng)為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，則電解過程中發(fā)生的總反應(yīng)主要為2C3N8H4＋4OH－eq\o(=,\s\up7(電解))C6Neq\o\al(4-,16)＋4H2O＋2H2↑，反應(yīng)消耗OH－，生成H2O，電解一段時(shí)間后，溶液pH降低，B正確，C錯(cuò)誤；由分析可知，Ni電極為陰極，Pt電極為陽極，電解過程中，陰離子向陽極移動(dòng)，即OH－向Pt電極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；根據(jù)電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2，生成0.5molK4C6N16，但Pt電極伴隨少量O2生成，發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，則生成1molH2時(shí)得到的部分電子由OH－放電產(chǎn)生O2提供，所以生成的K4C6N16小于0.5mol，D錯(cuò)誤。3．（2023·重慶卷）電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A．電極a為陰極B．H＋從電極b移向電極aC．電極b發(fā)生的反應(yīng)為＋2H2O－6e－=＋6H＋D．生成3mol半胱氨酸的同時(shí)生成1mol煙酸解析：該裝置是電解池，電極b上3-甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中“加氧少氫”，發(fā)生氧化反應(yīng)，則b為陽極，a為陰極，陰極電極反應(yīng)式為＋2e－＋2H＋=，A正確；電解池中陽離子移向陰極，則H＋移向a電極，B正確；電極b上3甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中發(fā)生氧化反應(yīng)，在酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為＋2H2O－6e－=＋6H＋，C正確；根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式為～6e－，因此生成6mol半胱氨酸的同時(shí)生成1mol煙酸，D錯(cuò)誤。1．（2024·江西卷）我國學(xué)者發(fā)明了一種新型多功能甲醛—硝酸鹽電池，可同時(shí)處理廢水中的甲醛和硝酸根離子（如圖）。下列說法正確的是(B)A．CuAg電極反應(yīng)為2HCHO＋2H2O－4e－=2HCOO－＋H2↑＋2OH－B．CuRu電極反應(yīng)為NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋8e－=NH3↑＋9OH－C．放電過程中，OH－通過質(zhì)子交換膜從左室傳遞到右室D．處理廢水過程中溶液pH不變，無須補(bǔ)加KOH解析：原電池中電子由負(fù)極流向正極，則CuAg電極為負(fù)極，CuRu電極為正極。A項(xiàng)，由題圖可知，負(fù)極電極反應(yīng)式為2HCHO－2e－＋4OH－=2HCOO－＋H2↑＋2H2O，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，正極電極反應(yīng)式為NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋8e－=NH3↑＋9OH－，正確；C項(xiàng)，質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，總反應(yīng)為8HCHO＋NOeq\o\al(－,3)＋7OH－=NH3↑＋8HCOO－＋4H2↑＋2H2O，處理廢水過程中消耗OH－，溶液pH減小，要補(bǔ)加KOH，錯(cuò)誤。2．（2024·廣東卷）一種基于氯堿工藝的新型電解池（如圖），可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是(C)A．陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑B．陰極區(qū)溶液中OH－濃度逐漸升高C．理論上每消耗1molFe2O3，陽極室溶液減少213gD．理論上每消耗1molFe2O3，陰極室物質(zhì)最多增加138g解析：右側(cè)溶液為飽和食鹽水，右側(cè)電極產(chǎn)生氣體，則右側(cè)電極為陽極，Cl－放電產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑；左側(cè)電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e2O3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Fe，電極反應(yīng)為Fe2O3＋6e－＋3H2O=2Fe＋6OH－。由上述分析可知，A正確；由陰極反應(yīng)可知，消耗水產(chǎn)生OH－，陰極區(qū)溶液中OH－濃度逐漸升高，B正確；理論上每消耗1molFe2O3，轉(zhuǎn)移6mol電子，產(chǎn)生3molCl2，同時(shí)有6molNa＋由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，則陽極室溶液減少3×71g＋6×23g＝351g，C錯(cuò)誤；理論上每消耗1molFe2O3，轉(zhuǎn)移6mol電子，有6molNa＋由陽極轉(zhuǎn)移至陰極，陰極室物質(zhì)最多增加6×23g＝138g，D正確。3．（2023·河北卷）我國科學(xué)家發(fā)明了一種以和MnO2為電極材料的新型電池，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質(zhì)溶液的酸堿性不同。放電時(shí)，電極材料轉(zhuǎn)化為。下列說法錯(cuò)誤的是(B)A．充電時(shí)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時(shí)，外電源的正極連接b電極C．放電時(shí)，①區(qū)溶液中的SOeq\o\al(2-,4)向②區(qū)遷移D．放電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2+＋2H2O解析：放電時(shí)，電極材料轉(zhuǎn)化為，電極反應(yīng)為＋2nK＋，是原電池的負(fù)極，陽離子增多需要通過陽離子交換膜進(jìn)入②區(qū)；二氧化錳得到電子變成錳離子，是原電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2+＋2H2O，陽離子減少，多余的SOeq\o\al(2-,4)需要通過陰離子交換膜進(jìn)入②區(qū)，故③區(qū)電解質(zhì)溶液為堿性溶液，b電極是電極，①區(qū)電解質(zhì)溶液為酸性溶液，a電極是二氧化錳電極，C、D正確。充電時(shí)，b電極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確。充電時(shí)，外電源的正極連接a電極，電極失去電子，電極反應(yīng)為Mn2+＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，B錯(cuò)誤。4．（2023·湖北卷）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(shí)陽極無Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol·h-1。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時(shí)海水中動(dòng)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2xmol·h-1解析：由題圖可知，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A正確；該裝置工作時(shí)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－濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH－要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，故B正確；電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，為保持KOH溶液的濃度不變，需向電解池中補(bǔ)充水分，而PTFE膜透汽不透液態(tài)水，故海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜為電解池補(bǔ)水，故C正確；由電解總反應(yīng)2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為xmol·h-1，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是xmol·h-1，故D錯(cuò)誤。5．（2023·廣東卷）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池（下圖），可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí)，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H＋和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是(B)A．電解總反應(yīng)：KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB．每生成1molNH3·H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C．電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率解析：由題中信息可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極反應(yīng)式為NOeq\o\al(－,3)＋8e－＋7H2O=NH3·H2O＋9OH－，電極b為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O。電解總反應(yīng)為KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，A正確；每生成1molNH3·H2O，陰極得8mole－，同時(shí)雙極膜處有8molH＋進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，B錯(cuò)誤；電解過程中，陽極室每消耗4molOH－，同時(shí)有4molOH－通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，C正確；相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H＋和OH－，可提高氨生成速率，D正確。6．（2022·山東卷改編）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CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)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(D)A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室不用補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2＋2H2O＋e－=Li＋＋Co2+＋4OH－D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移解析：電池工作時(shí)，左側(cè)裝置中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2：CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，Co2+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO－失去電子后，H＋、金屬陽離子通過陽膜移向甲室，甲室溶液pH減小，A錯(cuò)誤；對于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時(shí)得到Li＋，電極反應(yīng)式為LiCoO2＋e－＋4H＋=Li＋＋Co2+＋2H2O，C錯(cuò)誤；依據(jù)電子守恒，乙室消耗的H＋比負(fù)極CH3COO－反應(yīng)產(chǎn)生的H＋多，因而需補(bǔ)充鹽酸，B錯(cuò)誤；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒，可知沒有進(jìn)行溶液轉(zhuǎn)移時(shí)，乙室Co2+增加的質(zhì)量是甲室Co2+減少質(zhì)量的2倍，而實(shí)際二者倍數(shù)為eq\f(300mg,200mg)＝1.5<2，故此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確。課時(shí)作業(yè)35（總分：60分）一、選擇題（每小題4分，共44分。每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意）1．（2024·九省聯(lián)考河南卷）一種基于固體電解質(zhì)NASICON的可充電熔融鈉電池，具有安全、電流密度高、使用條件寬泛等優(yōu)點(diǎn)，其工作示意圖如下所示，已知電池放電時(shí)不斷有NaI生成。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．放電時(shí)a電極為負(fù)極B．固體電解質(zhì)NASICON含鈉離子C．充電時(shí)陽極反應(yīng)式：3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)D．轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，c區(qū)和d區(qū)的質(zhì)量差改變23g解析：電池放電時(shí)不斷有NaI生成，可知放電時(shí)a為負(fù)極，b為正極，A正確；固體電解質(zhì)NASICON只允許陽離子通過，通過Na＋轉(zhuǎn)移保持兩側(cè)電荷守恒，固體電解質(zhì)NASICON含鈉離子，B正確；充電時(shí)b為陽極，b極反應(yīng)為3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)，C正確；放電轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，1molNa＋從c區(qū)移出，d區(qū)移入1molNa＋，兩區(qū)質(zhì)量差改變46g，D錯(cuò)誤。2．（2025·河北石家莊高三期中）鋁硫二次電池是一種具有高能量密度、廉價(jià)原材料、有前途的替代儲(chǔ)能裝置，一種鋁硫電池如圖所示，M極為表面吸附了硫的活性電極，電解質(zhì)為K2S，KClAlCl3（AlCleq\o\al(－,4)、Al2Cleq\o\al(－,7)）。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．放電時(shí)鋁電極的電極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)B．電池放電時(shí)的反應(yīng)原理為3S＋2Al＋14AlCleq\o\al(－,4)=8Al2Cleq\o\al(－,7)＋3S2-C．離子交換膜為陽離子交換膜D．充電時(shí)，M極為陽極，Al2Cleq\o\al(－,7)被氧化解析：題圖為鋁硫電池，該電池放電時(shí)Al失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al＋7AlCleq\o\al(－,4)－3e－=4Al2Aleq\o\al(－,7)，M為正極，硫得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為S＋2e－=S2-，放電總反應(yīng)為3S＋2Al＋14AlCleq\o\al(－,4)=8Al2Cleq\o\al(－,7)＋3S2-，A、B正確；充放電過程中鉀離子通過離子交換膜移動(dòng)，故離子交換膜為陽離子交換膜，C正確；充電時(shí)，M極為陽極，鋁極為陰極，陰極的Al2Cleq\o\al(－,7)被還原，D錯(cuò)誤。3．（2025·黑龍江哈爾濱六中期中）海水直接電解制H2，其工作原理如圖，防水透氣膜只能水分子通過。下列說法正確的是(B)A.a為電解池的陰極B．b的電極反應(yīng)方程式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．去除透氣膜，a極發(fā)生的電極反應(yīng)不變D．電解池工作時(shí)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸減小解析：由題圖可知，該裝置為電解池，氫氧根離子向a極移動(dòng)，故a為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，b作電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，A錯(cuò)誤；b的電極反應(yīng)方程式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B正確；去除透氣膜，海水中氯離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故a極發(fā)生的電極反應(yīng)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；電解池工作時(shí)，溶劑水不斷通過透氣膜進(jìn)入a、b兩極發(fā)生反應(yīng)，海水側(cè)的離子濃度理論上逐漸增大，D錯(cuò)誤。4．（2025·江蘇無錫高三期中）一種濃差電池的放電原理是利用電解質(zhì)溶液的濃度不同而產(chǎn)生電流。某濃差電池裝置示意圖如圖所示，該電池使用前將開關(guān)K先與a連接一段時(shí)間后再與b連接。下列說法不正確的是(A)A．交換膜應(yīng)當(dāng)選擇陽離子交換膜B．K與a連接的目的是形成兩電極區(qū)溶液的濃度差C．K與b連接時(shí)，電極B上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+＋2e－=CuD．K與b連接時(shí)，導(dǎo)線中通過2mol電子，約有1mol離子通過交換膜解析：由題干信息可知，將開關(guān)K先與a連接，則電極B為陽極，電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2+，電極A為陰極，電極反應(yīng)為Cu2+＋2e－=Cu，一段時(shí)間后右側(cè)溶液中Cu2+濃度增大，而左側(cè)溶液中Cu2+濃度減小，為了保持Cu2+的濃度差必須保證Cu2+不能通過交換膜，故交換膜是陰離子交換膜，A錯(cuò)誤；K與a連接是電極B為陽極，電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2+，電極A為陰極，電極反應(yīng)為Cu2+＋2e－=Cu，其目的是形成兩電極區(qū)溶液的濃度差，B正確；K與b連接時(shí)，電極B為正極，其上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+＋2e－=Cu，C正確；離子交換膜為陰離子交換膜，故K與b連接時(shí)，導(dǎo)線中通過2mol電子，約有1mol離子即SOeq\o\al(2-,4)通過交換膜，D正確。5．（2024·廣東肇慶二模）如圖所示的新型電池可以處理含CN－的堿性廢水，同時(shí)還能淡化海水。下列說法不正確的是(C)A．電子由a極經(jīng)導(dǎo)線流向b極B．電池工作一段時(shí)間后，右室溶液的pH增大C．交換膜Ⅰ為陽離子交換膜，交換膜Ⅱ?yàn)殛庪x子交換膜D．b極發(fā)生還原反應(yīng)解析：從題圖中可以看出，在a極，CN－轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2-,3)和N2，CN－發(fā)生氧化反應(yīng)，a極為負(fù)極，b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則電子由a極經(jīng)導(dǎo)線流向b極，A、D正確；電池工作時(shí)，b極發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，溶液中H＋被消耗，右室溶液的pH增大，B正確；a極消耗OH－，海水中的Cl－透過離子交換膜移向a極區(qū)，則交換膜Ⅰ為陰離子交換膜，b極消耗H＋，海水中的Na＋透過離子交換膜移向b極區(qū)，則交換膜Ⅱ?yàn)殛栯x子交換膜，C錯(cuò)誤。6．（2024·廣東華南師大附中模擬）LiOH是生產(chǎn)航空航天潤滑劑的原料。清華大學(xué)首創(chuàng)三室膜電解法制備氫氧化鋰，其模擬裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(B)A．a(chǎn)極為電源的負(fù)極，Y極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．X極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e=4H＋＋O2↑C．膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離子交換膜D．每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上生成24gLiOH解析：該電解池實(shí)質(zhì)是電解水，根據(jù)圖知：X極導(dǎo)出的是濃硫酸，則X極應(yīng)為水電離出的OH－放電，則X極為陽極，陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，氣體1為O2。Y極導(dǎo)出的濃LiOH，則Y極是水電離出的氫離子放電生成H2，則Y為電解池的陰極，氣體2為H2，陰極電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，據(jù)此分析解答。根據(jù)分析，X極為陽極，所以a極為正極，b極為負(fù)極，則Y極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；根據(jù)分析，X極上水電離產(chǎn)生的OH－失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生O2，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，B正確；根據(jù)分析，X極為陽極，導(dǎo)出的是硫酸，則SOeq\o\al(2-,4)向陽極移動(dòng)，膜1為陰離子交換膜，Y極為陰極，導(dǎo)出的LiOH，則Li＋向陰極移動(dòng)，膜2為陽離子交換膜，C錯(cuò)誤；Y極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上有2molLi＋向Y極遷移形成2molLiOH，其質(zhì)量是48g，D錯(cuò)誤。7．（2025·八省聯(lián)考陜西卷）為了從海水中提取鋰，某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了圖示的電解池。保持電源正負(fù)極不變，每運(yùn)行一段時(shí)間后，將電極1與4取下互換，電極2與3取下互換，實(shí)現(xiàn)鋰的富集。下列說法正確的是(C)A．電路中電子的流向隨著電極互換而改變B．電極2上發(fā)生的反應(yīng)為Ag－e－=Ag＋C．理論上，電極1與電極4的質(zhì)量之和保持不變D．理論上，電路通過1mol電子時(shí)，有0.5molLi＋富集在右側(cè)電解液中解析：為了從海水中提取鋰，電極1的電極反應(yīng)式為FePO4＋e－＋Li＋=LiFePO4，電極1為陰極，則電極2為陽極，電極3為陰極，電極4為陽極，在電極4上發(fā)生氧化反應(yīng)：LiFePO4－e－=Li＋＋FePO4，實(shí)現(xiàn)了鋰的提取。保持電源正負(fù)極不變，則電子流向不變，故A錯(cuò)誤；電極2為陽極，海水中有Cl－，則電極2的電極反應(yīng)式為Ag－e－＋Cl－=AgCl，故B錯(cuò)誤；通過相同電量，電極1上附著的Li＋的物質(zhì)的量和電極4上失去的Li＋的物質(zhì)的量相等，所以理論上，電極1與電極4的質(zhì)量之和保持不變，故C正確；根據(jù)得失電子守恒，電路中各處的電量相等，所以理論上，電路通過1mol電子時(shí)，有1molLi＋富集在右側(cè)電解液中，故D錯(cuò)誤。8．（2024·安徽黃山一模）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝的電解池可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解氯化銨廢水，同時(shí)制得鹽酸和氨水。工作時(shí)，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H＋和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行，裝置如圖所示（M、N均為惰性電極）。下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)膜是陽離子交換膜，b膜是陰離子交換膜B．Ⅰ室生成氨水，Ⅱ室生成鹽酸C．每生成0.1molHCl，雙極膜處共有0.2molH2O解離D．與平面結(jié)構(gòu)相比，“卯榫”結(jié)構(gòu)雙極膜表面積大，更有利于電子通過解析：處理氯化銨廢水，同時(shí)制得鹽酸和氨水，陽離子向陰極移動(dòng)、陰離子向陽極移動(dòng)，氯離子透過a膜進(jìn)入Ⅰ室，銨根離子透過b膜進(jìn)入Ⅱ室，可知在Ⅰ、Ⅱ兩室分別得到鹽酸和氨水。a膜是陰離子交換膜，b膜是陽離子交換膜，故A、B錯(cuò)誤；生成0.1molHCl，Ⅰ室處雙極膜有0.1molH2O解離，Ⅱ室處雙極膜有0.1molH2O解離，所以雙極膜處共有0.2molH2O解離，故C正確；與平面結(jié)構(gòu)的雙極膜相比，“卯榫”結(jié)構(gòu)增大雙極膜面積，可提高產(chǎn)品生成速率，電子不能通過雙極膜，故D錯(cuò)誤。9．（2025·河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期中）圖1為濃差電池，圖2為電滲析法制備磷酸二氫鈉，用濃差電池為電源完成電滲析法制備磷酸二氫鈉。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．電極a應(yīng)與Ag(Ⅱ)相連B．電滲析裝置中膜b為陽離子交換膜C．電滲析過程中左、右室中H2SO4和NaOH的濃度均增大D．電池從開始到停止放電，理論上可制備2.4gNaH2PO4解析：濃差電池中由于右側(cè)AgNO3濃度大，則Ag(Ⅰ)為負(fù)極，Ag(Ⅱ)正極；電滲析法制備磷酸二氫鈉，左室中的氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，則電極a為陽極，電極b為陰極；電極a應(yīng)與Ag(Ⅱ)相連，A正確。左室中的氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，膜b為陽離子交換膜，B正確。陽極中的水失電子電解生成氧氣和氫離子，氫離子通過膜a進(jìn)入中間室，消耗水，硫酸的濃度增大；陰極水得電子電解生成氫氣，中間室中的鈉離子通過膜b進(jìn)入右室，NaOH的濃度增大，C正確。電池從開始到停止放電時(shí)，則濃差電池兩邊AgNO3濃度相等，所以正極析出0.02mol銀，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子，電滲析裝置生成0.01molNaH2PO4，質(zhì)量為1.2g，D錯(cuò)誤。10．（2024·河北保定一模）退役鋰離子電池正極材料中有價(jià)金屬的回收利用，是解決新能源汽車產(chǎn)業(yè)環(huán)境污染和資源短缺的有效方法，也是該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。回收過程中產(chǎn)生的沉鋰后的母液中的溶質(zhì)主要是Na2SO4，可根據(jù)電化學(xué)原理采用雙極膜(BP)與離子交換膜(A、C)組合技術(shù)處理沉鋰后的母液，實(shí)現(xiàn)廢水的凈化和資源回收（如圖所示）。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.雙極膜(BP)可有效阻隔Na＋和SOeq\o\al(2-,4)的通過，膜A為陰離子交換膜B．陽極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，陰極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．陽極與直流電源的正極相連，陽極上的電勢比陰極上的高D．當(dāng)陽極上放出22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，該裝置有2molH2SO4和4molNaOH生成解析：根據(jù)裝置出口的溶液可知，利用雙極膜(BP)與離子交換膜(A、C)之間生成硫酸和氫氧化鈉，可實(shí)現(xiàn)沉鋰后的含硫酸鈉的母液廢水的凈化和資源回收，則雙極膜(BP)能有效阻隔Na＋和SOeq\o\al(2-,4)的通過，根據(jù)題圖中Na＋、SOeq\o\al(2-,4)移動(dòng)方向可知，膜A為陰離子交換膜，膜C為陽離子交換膜，A正確；根據(jù)離子的放電順序可知，陰、陽極上都是水放電，B正確；陽極與直流電源的正極相連，陽極上的電勢比陰極上的高，C正確；當(dāng)陽極上放出22.4LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，外電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，該裝置中有2個(gè)陰離子交換膜和2個(gè)陽離子交換膜，每個(gè)陰離子交換膜有2molSOeq\o\al(2-,4)通過，每個(gè)陽離子交換膜有4molNa＋通過，即該裝置有4