2019高考化学一轮复习讲义电化学专题(6)辨析多池组合、突破电化学计算(无答案)

微专题电化学“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Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol⋅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2xmol⋅h-1【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O 通电=2H2↑+O2↑。

A．b电极反应式为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；B．该装置工作时阳极无Cl 2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 -离子浓度不变，则阴极产生的OH -离子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摸，故B 正确；C ．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；D ．由电解总反应可知，每生成1molH 2要消耗1molH 2O ，生成H 2的速率为xmol ⋅h -1，则补水的速率也应是xmol ⋅h -1，故D 错误；答案选D 。

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CO 2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO 2(s )转化为Co 2+，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LiCoO 2+2H 2O +e -=Li ++Co 2++4OH -D.若甲室Co 2+减少200mg ，乙室Co 2+增加300mg ，则此时已进行过溶液转移【答案】BD【解析】A ．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO 2气体，同时生成H +，电极反应式为CH 3COO --8e -+2H 2O =2CO 2↑+7H +，H +通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co 2++2e -=Co ，因此，甲室溶液pH 逐渐减小，A 错误；B ．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为C o 2+，同时得到Li +，其中的O 2-与溶液中的H +结合H 2O ，电极反应式为2LiCoO 2+2e -+8H +=2Li ++2Co 2++4H 2O ，负极发生的反应为CH 3COO --8e -+2H 2O =2CO 2↑+7H +，负极产生的H +通过阳膜进入正极室，但是乙室的H +浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确；C ．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH -，乙室电极反应式为：LiCoO 2+e -+4H +=Li ++Co 2++2H 2O ，C 错误；D ．若甲室Co 2+减少200mg ，则电子转移物质的量为n (e -)=0.2g 59g /mol ×2=0.0068mol ；若乙室Co 2+增加300mg ，则转移电子的物质的量为n (e -)=0.3g 59g /mol×1=0.0051mol ，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D 正确；故合理选项是BD 。

电化学专题李仕才考情分析基础知识考向一：原电池（一）工作原理1、原电池原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是发生氧化还原反应。

2、构成条件及判断①一看反应看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

②二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

③三看是否形成闭合回路。

形成闭合回路需三个条件：a．电解质溶液；b．两电极直接或间接接触；c．两电极插入电解质溶液。

图示如下3．原电池工作原理及两个装置的比较−Zn2−Cu (2+原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：【说明】①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。

②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。

③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。

原因：负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使4该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。

④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。

4．原电池电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。

如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。

判断正负极的方法不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：Cu −2e −Cu 2+正极：23NO -+ 4H + + 2e −2H 2O + 2NO 2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：负极：2Al + 8OH −−6e −22AlO -+ 2H 2O正极：6H 2O+6e −6OH −+3H 2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性。

(十三)“多池”组合装置分析与电化学计算(对应学生用书第127页)突破1| “多池”组合装置的原理分析[考纲知识整合]1．直接判断非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。

如下图：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(1)原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。

(2)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：B为原电池，A为电解池。

3．根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或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。

[高考命题点突破]命题点“多池”组合装置的原理分析1．(2018·沈阳质检)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液，已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过，其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。

下列有关说法正确的是()A．电路中电子流向为a→d→c→bB．电极b为负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－C．电解后烧杯中溶液pH增大D．理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等D[在溶液中没有电子的流动，只有离子的流动，A项错误；通入O2的一极(电极b)为电池的正极，发生还原反应，B项错误；惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水，溶液的pH不变，C项错误；c极生成O2，根据得失电子守恒可知D项正确。

]2．烧杯A中盛放0.1 mol·L－1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol·L－1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是()A．A中Fe极质量减少，C极有气体产生B．A为电解池，B为原电池C．当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol。

第21讲多池、多室的电化学装置复习目标1．掌握多池连接的分析应用；2.了解离子交换膜的分类及特点；3.理解离子交换膜在装置中的作用；4.熟悉电化学综合计算中的常用方法。

考点一多池串联的模型及原理分析必备知识整理1.有外接电源电池类型的判断方法有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池。

如图：则甲为电镀池，乙、丙均为电解池。

2．无外接电源电池类型的判断方法(1)直接判断非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。

如图所示：A为原电池，B为电解池，甲池为原电池，其余为电解池。

(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种不同的金属电极或一个金属电极一个碳棒电极；而电解池则一般两个都是惰性电极，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。

如图所示：B 为原电池，A为电解池。

(3)根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。

如图所示：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。

[思维建模]串联电路的解题流程对点题组训练1.某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是（）A ．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB ．电极Ⅰ发生还原反应C ．电极Ⅱ逐渐溶解D ．电极Ⅲ的电极反应式：Cu 2＋＋2e －===Cu2．一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图所示，回答下列问题：（1）装置Ⅰ中Y 电极的电极材料是（填化学式），工作时S O 42−向（填“X”或“Y”）电极移动；Y 电极的电极反应式为__________________________________。

第六章 化学反应与能量李仕才第三节电解池 金属的电化学腐蚀与防护考点二 电解原理的应用 多池组合装置1．电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑(反应类型：氧化反应)， 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑(反应类型：还原反应)。

(2)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。

(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。

阴极：碳钢网。

阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。

②将电解槽隔成阳极室和阴极室。

2．电解精炼铜3．电镀铜4．电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl 2溶液时，阳极电极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑。

( × )2．电解MgCl 2溶液所发生反应的离子方程式为：2Cl －＋2H 2O=====电解Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －。

( × )3．氯碱工业用阳离子交换膜把阴极室和阳极室分开。

( √ )4．Cu ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。

( √ ) 5．粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol e －，阳极减少64 g 。

( × ) 6．电解冶炼镁、铝可电解熔融的MgO 和AlCl 3。

( × )1．粗铜中含有的相对活泼的物质也会失去电子，不活泼的金、铂形成阳极泥，而溶液中只有Cu 2＋得到电子生成Cu ，故c(Cu 2＋)将减小，并且阴极增重质量，不等于阳极减小的质量。

2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。

高考化学复习电化学专题电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。

下面是店铺为您带来的高考化学复习电化学专题，希望对大家有所帮助。

高考化学复习电化学专题：知识点1.判断电极(1)“放电”时正、负极的判断①负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质;②正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。

(2)“充电”时阴、阳极的判断①阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极;②阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。

2.微粒流向(1)电子流向①电解池：电源负极→阴极，阳极→电源正极;②原电池：负极→正极。

提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。

(2)离子流向①电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极;②原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

3.书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写①依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目;②根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。

(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。

3.确定正负极应遵循：(1)一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。

说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如Mg—Al —HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。

(2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极;(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。

(4)根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。

此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。

电化学的综合应用1．(2020·山东新高考卷)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。

忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( )A．阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量2．(2020·新课标Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。

电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是( )A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2OD．充电时，正极溶液中OH−浓度升高3．四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示(a、b 为石墨电极，c、d、e 为离子交换膜)，下列说法不正确的是( )A．N 为电源正极B．b 极电极反应式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2OC．c 为阳离子交换膜，d、e 均为阴离子交换膜D．a、b 两极均有气体生成，同温同压下体积比为2∶14．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置(如图)。

已知：①溶液呈酸性且阴离子为SO42-；②溶液中颜色：V3+绿色，V2+紫色，VO2+黄色，VO2+蓝色；③放电过程中，右槽溶液的颜色由紫色变成绿色。

下列说法不正确的是( )A．放电时B极为负极B．放电时若转移的电子数为3.01×1023个，则左槽中H+增加0.5 molC．充电过程中左槽的电极反应式为：VO2++H2O-e-=VO2++2H+D．充电过程中H+通过质子交换膜向右槽移动5．光电池在光照条件下可产生电流，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。

2024年新人教版高考化学一轮复习讲义（新高考版）第43讲多池、多室的电化学装置复习目标1.了解串联装置的连接特点，了解离子交换膜的特点及作用。

2.掌握多池、多室问题分析的一般方法。

3.能熟练用电子守恒、关系式法等进行有关电化学计算。

内容索引考点一 多池串联的两大模型及原理分析考点二 多室装置的分析真题演练 明确考向课时精练><多池串联的两大模型及原理分析1.常见多池串联装置图模型一　外接电源与电解池的串联(如图)必备知识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。

模型二　原电池与电解池的串联(如图)甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。

2.二次电池的充电(1)可充电电池原理示意图充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作“正接正，负接负”。

(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

充电、放电不是可逆反应。

(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。

将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。

＋2OH－===Fe(OH)2Fe－2e－Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－3.电化学计算的三种方法如以电路中通过4 mol e －为桥梁可构建以下关系式：222O 2Cl (Br ) ～阳极产物22H 2C 4u 4A g M n ～～～阴极产物4e －～ ～ (式中M 为金属，n 为其离子的化合价数值)该关系式具有总览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。

1.如图所示，甲池的总反应式为N 2H 4＋O 2===N 2＋2H 2O ，下列关于该装置工作时的说法正确的是A.该装置工作时，Ag 电极上有气体生成B.甲池中负极反应式为N 2H 4－4e －=== N 2＋4H ＋C.甲池和乙池中溶液的pH 均减小D.当甲池中消耗3.2 g N 2H 4时，乙池中理 论上最多产生6.4 g 固体关键能力√该装置图中，甲池为燃料电池，其中左边电极为负极，右边电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，阴极上Cu2＋得电子生成铜，无气体生成，A错误；甲池溶液呈碱性，电极反应式不出现H＋，B错误；3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol，转移电子的物质的量为0.4 mol，产生0.2 mol Cu，质量为12.8 g，D错误。