2019版 专题6 专项突破13 “多池”组合装置分析与电化学计算

高三化学每天练习20分钟——电化学“多池和多室”串联问题及计算（有答案和详细解析）一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1．为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。

下列叙述不正确的是()A．阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．产品室中发生反应H＋＋H2PO－2===H3PO2，该法还可得副产品NaOHC．原料室中H2PO－2向左移动，Na＋向右移动，该室pH升高D．阳膜1的主要作用是防止H2PO－2进入阳极室被氧化并允许H＋通过2．用甲醇燃料电池作电源，用铁作电极电解含Cr2O2－7的酸性废水，最终可将Cr2O2－7转化成Cr(OH)3沉淀而除去，装置如下图。

下列说法正确的是()A．Fe(Ⅱ)为阳极B．M电极的电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO2－3＋6H2OC．电解一段时间后，在Fe(Ⅰ)极附近有沉淀析出D．电路中每转移6mol电子，最多有1mol Cr2O2－7被还原3．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Zn，其他电极均为Cu。

下列说法错误的是()A．电极Ⅰ发生氧化反应B．相同时间内，电极Ⅱ与电极Ⅳ的质量变化值相同C．电极Ⅲ的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．电流方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ4．由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。

根据如图所示装置，判断下列说法不正确的是()A．该装置中Cu极为阳极B．当铜片的质量变化了12.8g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24L C．该装置中b极的电极反应式是H2＋2OH－－2e－===2H2OD．该装置中a极为正极，发生氧化反应5．如图所示装置中，a、b、c、d、e、f均为惰性电极，电解质溶液均足量。

接通电源后，d 极附近显红色。

下列说法正确的是()A．电源B端是正极B．f极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电C．欲用丁装置给铜镀银，N应为Ag，电解质溶液为AgNO3溶液D．a、c电极均有单质生成，它们的物质的量之比为1∶2二、非选择题6．某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y都是铂电极，C、E是铁电极。

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 。

突破02 电化学选择题（2）限时：35分钟1．Zn-ZnSO4-PbSO4-Pb电池装置如图，下列说法错误的是()A．SO2－4从右向左迁移B．电池的正极反应为Pb2＋＋2e－===PbC．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变D．若有6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO2－4通过离子交换膜【答案】B【解析】装置左侧电极为负极，右侧电极为正极，阴离子移向负极，即SO2－4从右向左迁移，A项正确；电池的正极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，B项错误；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，产生ZnSO4，左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C项正确；6.5 g锌溶解，转移0.2 mol e－，电解液中有0.2 mol 负电荷通过离子交换膜，即有0.1 mol SO2－4通过离2．最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是()A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－===H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClO－4向左移动【答案】A【解析】由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极，发生氧化反应；右边吸附层为正极，发生还原反应，A项错误；负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋===H2O，C项正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D项正确。

3．如图是一种锂钒氧化物热电池装置，电池总反应为x Li＋LiV3O8===Li1＋x V3O8。

工作时，需先引发铁和氯酸钾反应使其晶体熔化，下列说法不正确的是()A．组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行B．整个过程的能量转化涉及化学能转化为热能和电能C．放电时LiV3O8电极反应为：x Li＋＋LiV3O8－x e－===Li1＋x V3O8D．充电时Cl－移向LiV3O8电极【答案】C【解析】 A.Li是活泼的金属，因此组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行，A正确；B.整个过程的能量转化涉及化学能转化为电能以及化学能和热能之间的转化，B正确；C.放电时正极发生得电子的还原反应，即正极反应式为x Li＋＋LiV3O8＋x e－===Li1＋x V3O8，C错误；D.放电时Cl－移向负极，移向锂电极，因此充电时Cl－移向LiV3O8电极，D正确。

高中化学复习知识点：利用电子守恒法进行多池串联相关计算一、单选题1．有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，所用装置如图所示，下列说法正确的是A．图中的甲池为电解池，乙池为原电池B．a极发生的电极反应为SO2－2e－＋2H2O===SO42－＋4H＋C．N2O5在c极上产生，c极的电极反应为N2O4－2e－＋H2O===N2O5＋2H＋D．当消耗标况下2.24 L SO2时，若要维持硫酸的浓度不变则应补充水11.6 mL2．下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置（忽略其他有机物）。

已知储氢装置的电流效率生成目标产物消耗的电子数转移的电子总数η=×100%，下列说法不正确．．．的是A．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失B．过程中通过C-H键的断裂实现氢的储存C．生成目标产物的电极反应式为C6H6+6e-+6H+===C6H12 D．若η=75%，则参加反应的苯为0.8mol3．如图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是（）A．装置A是原电池，装置B是电解池B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大C．a若消耗1mol CH4，d可产生4mol气体D．a通入C2H6时的电极反应为C2H6-14e-+ 18OH-= 2CO32-+ 12H2O4．碱性硼化钒(VB 2)－空气电池工作时反应为：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5 。

用该电池为电源，选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图所示。

当电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标况），则下列说法中正确的是A．VB 2电极发生的电极反应为： 2VB2＋11H2O – 22e−V2O5＋2B2O3＋22H+B．外电路中电子由c电极流向VB2电极C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生D．若B装置内的液体体积为200mL，则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L5．烧杯A中盛放0.1mol/L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1mol/L的的CuCl2溶液（两种溶液均足量），组成的装置如图所示。

化学反应与能量变化（含答案）多池连接及电化学的相关计算课标要求核心考点五年考情核心素养对接能分析、解释原电池和电解池的工作原理多池连接及电化学的相关计算2022山东，T13；2021北京，T15；2020全国Ⅲ，T12证据推理与模型认知：能分析、识别复杂的电解装置并进行推理命题分析预测1.多池串联主要考查电极类型判断、电极反应式的书写等；原电池和电解池的相关计算主要包括两极产物的定量计算、溶液pH 的计算、根据电荷量求产物的量、根据产物的量求电荷量等。

2.预计2025年高考仍会考查电池中利用得失电子守恒计算两极产物的量，另外，电池的电流效率的计算也可能是热点；电化学跨学科命题更能考查考生的综合能力，是高考命题的重要趋势考点多池连接及电化学的相关计算1.原电池、电解池连接根据两池电极材料活动性或两池电极上的反应物的还原性强弱判断负极（还原性强的为负极）；或根据两池电极上的反应物的氧化性强弱判断正极（氧化性强的为正极）。

要受旁边串联的电解池的影响。

还要注意阳极的电极材料是否为活性电极。

3.电化学中有关得失电子守恒的计算在原电池或电解池电路中转移的电子的物质的量与各电极上转移的电子的物质的量相等。

穿过膜的离子所带电荷数也与转移的电子数目相等。

计算溶液质量变化时除了看电极反应外，还要注意穿过膜的离子引起的溶液质量的变化。

如果电极上有副反应，计算转移电子总数时要把发生副反应转移的电子数计算在内。

4.电流效率η的计算η＝生成目标产物消耗的电子数×100％。

先根据电极反应式计算出生成目标产物需要的电子的物质转移的电子总数的量，再代入该公式进行计算。

E＝电池输出电能，1kW·h＝3.6×106J，电能公式W＝UQ。

燃料质量1.原电池与电解池串联装置如图所示。

（1）甲池中负极反应式为H2－2e－2H＋。

（2）向乙池U形管中滴入酚酞溶液，现象是U形管右侧溶液变红。

乙池左侧NaOH溶液中发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。

考点二 离子交换膜电解池
必备知识 自主预诊 1.离子交换膜的种类
2.离子交换膜的作用 (1)能将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应。 (2)能选择性地通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.离子交换膜的应用
关键能力 考向突破 考向1 单膜电解池及分析 例1.(2023江苏南通等七市调研)微生物电解池(MEC)是一种新型的且能兼 顾氢气或甲烷回收的废水处理技术,将电化学法和生物还原法有机结 合,MEC具有很好的应用前景。微生物电化学产甲烷法的装置如图所示。 下列有关说法正确的是( )
电极反应式为2H++2e-===H2↑,阳极区的H+通过阳离子交换膜进入阴极区,
电极附近溶液pH不变,C错误;电极b为正极,酸性条件下,O2在正极得到电子
并结合通过质子膜的H+生成水,发生的反应为O2+4H++4e-===2H2O,则电路
中每转移2 mol e-,甲池质子膜右侧溶液质量变化为2 mol× 1 ×18 g·mol-1
2024
高考总复习优Biblioteka 设计GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI
第六章 第33讲 多池(或多室)电化学装置及分析
01 考点一 多池串联装置及分析
内
容 索
02 考点二 离子交换膜电解池
引
03 真题演练 角度拓展
复习目标
1结合实例,掌握多池串联装置、多室电解装置的分析方法。 2了解离子交换膜的分类及特点,掌握离子交换膜的判断方法及作用。
答案 D 解析 CO2转化为C2H4、C2H5OH时需要得电子,则M极为阴极,与外接电源 的负极相连,A错误;阴极反应消耗H+,阳极反应生成H+,为维持电解质溶液 呈电中性,阳极产生的H+要通过交换膜向阴极移动,故离子交换膜为阳离子 交换膜,B错误;阳极水失电子,氢离子向左迁移,溶液中水减少了,硫酸根离 子浓度增大,C错误;M极生成乙醇的电极反应式为2CO2+12H++12e===C2H5OH+3H2O,D正确。

摘 要:电化学是中学化学学科中的重要内容ꎬ也是高考考查的重点. 试题涉及有电极判断、电极反应式
书写、离子的移动等相关问题ꎬ通过高考真题的分析来提炼处理这类问题的方法.
关键词:氧化还原反应ꎻ电子转移ꎻ电极判断ꎻ离子移动ꎻ高中化学
中图分类号:Ｇ６３２ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００８ － ０３３３(２０２０)１８ － ００７６ － ０２
一、考查电极反应式书写
例 １ (２０１８ 年江苏 － ２０ 节选) 用稀硝酸吸收 ＮＯ ｘ ꎬ
Байду номын сангаас
得到 ＨＮＯ３ 和 ＨＮＯ２ 的混合溶液ꎬ电解该混合溶液可获得
较浓的硝酸. 写出电解时阳极的电极反应式:
.
分析 稀 硝 酸 吸 收 ＮＯ ｘ 后 有 ＨＮＯ３ 和 ＨＮＯ２ 两 种 物
质ꎬ想通过电解的方法来得到较浓的硝酸. 从这句表达来
容ꎬ让学生开展深度反思活动ꎬ优化和调整教学策略. 在
教学评价中ꎬ应当注重评价方式的多样性ꎬ给与学生科学
合理的反馈ꎬ加深学习内容的理解ꎬ促进学生知识结构体
系的完善.
例如ꎬ在必修二“ 基本营养物质” 的教学中ꎬ为了帮助
学生深入理解知识内容ꎬ教师可以引入糖和蛋白质特征
反应的实验ꎬ教学评价中可以从问题提出、实验准备和设
计、步骤和操作以及结果和总结等每个方面做出评价ꎬ对
学生课堂学习做出过程性评价ꎬ真实的反映出学生基础
知识学习和掌握情况ꎬ了解学生的知识迁移能力. 在整个
教学评价中ꎬ需要将教师评价、学生评价以及个人评价有
效的结合ꎬ帮助学生认清自我ꎬ了解学生的学习情况ꎬ开
展深度反思活动ꎬ保证深度学习活动顺利开展.
参考文献:
看该过程属于电解反应ꎬ目的是使混合溶液中的亚硝酸

(1)乙池是_____池。乙池中：电极E是_____极，电子______，电流
，发生_____反应，元素价态_____，移向B的离子为______。C极电极反
______，发生______反应，元素价态_____，移向E的离子为_______。
应式为：______________。烧杯中溶液会变蓝的是________(填“a”或
移向正极即石墨电极，错误。
)
[精练2]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：
PbO2 填 化 学 式 ) ， 工 作 时 −
(1) 装 置 Ⅰ 中 Y 电 极 的 电 极 材 料 是 ________(
向
________(
填 “X” 或 “Y”) 电 极 移 动 ； Y 电 极 的 电 极 反 应 式 为

向负极移动，即−
移向电极；电极的电极反应式为 +
＋＋2e－===PbSO ＋2H O。(2)装置Ⅱ是电絮凝净水装置，工作
−
+4H

4
2
时， Al转化为 Al3 ＋ ，然后水解 生成 Al(OH)3 胶体 ，电极 反应为 Al －3e －
பைடு நூலகம்
===Al3＋；由题图知，还发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(3)由Pb－2e
(3)每消耗103.5 g Pb，装置的电流效率为80%，则理论上电解池阴极上生成
________
0.4 mol H2。
解析：(1)由装置Ⅱ中Al发生失电子的氧化反应知Al为阳极，Fe为阴极，
与 Al 相 接 的 铅 蓄 电 池 的 Y 电 极 为 正 极 ， 电 极 材 料 是 PbO2 ； −
－===Pb2＋可知消耗103.5

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。

高考化学二轮复习12题题型各个击破——原电池、电解池串联分析（选择提升专练）1.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。

该装置工作时，下列说法不正确的是()A. 甲为正极，丙为阴极B. 丁极的电极反应式为MnO42−−e−===MnO4−C. KOH溶液的质量分数：c%>a%>b%D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4mol K+移入阴极区2.某研究小组拟用惰性材料为电极，电解法处理硝酸铵废水以获得化工产品氨水、硝酸，装置如图所示。

下列说法正确的是()A. 电极b为负极，X气体为H2B. 膜1为阴离子交换膜C. 电极A的电极反应式为2H2O+NH4++2e−=2NH3⋅H2O+H2↑D. 电路上通过2mol电子，原料室中废水质量减小80g3.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(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

一段时间后，断开电键K。

下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是()A. CuB. CuOC. Cu(OH)2D. Cu2(OH)2CO34.如图所示，装置(Ⅰ)是一种可充电电池，装置(Ⅱ)为惰性电极的电解池。

下列说法正确的是()A. 闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为2Br−−2e−=Br2B. 装置(Ⅰ)放电时，总反应为2Na2S2+Br2=Na2S4+2NaBrC. 装置(Ⅰ)充电时，Na+从左到右通过阳离子交换膜D. 该装置电路中有0.1mol e−通过时，电极X上析出3.2g Cu5.下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源；乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72−废水，电解过程中溶液发生反应：Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

多池串联的两大模型及原理分析1．常见串联装置图模型一外接电源与电解池的串联(如图)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)图乙显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。

2．“串联”类装置的解题流程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：Cu2＋＋2e－===Cu答案 A解析当多个电化学装置串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。

A项，电子移动方向：电极Ⅰ→→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，错误；C项，原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu －2e－===Cu2＋，错误。

2．(2019·长春质检)下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。

电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。

符合上述实验结果的盐溶液是()选项X YA MgSO4CuSO4B AgNO3Pb(NO3)2C FeSO4Al2(SO4)3D CuSO4AgNO3答案 B解析A项，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，错误；C项，X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，b、d极上均产生气体，错误；D项，b极上析出Cu，d极上析出Ag，其中d极增加的质量大于b极增加的质量，错误。

3．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CH 3OH 电极的电极反应式为________________________________________________________________________。

第37讲 多池、多室的电化学装置1．(2024·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KNO 3溶液制氨。

工作时，H 2O 在双极膜界面处被催化解离成H ＋和OH －，有利于电解反应顺当进行。

下列说法不正确的是( )A ．电解总反应：KNO 3＋3H 2O=====电解 NH 3·H 2O ＋2O 2↑＋KOHB ．每生成1 mol NH 3·H 2O ，双极膜处有9 mol 的H 2O 解离C ．电解过程中，阳极室中KOH 的物质的量不因反应而变更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KNO 3溶液制氨”可知，在电极a 处KNO 3放电生成NH 3，发生还原反应，故电极a 为阴极，电极反应为NO －3 ＋8e －＋7H 2O===NH 3·H 2O ＋9OH －，电极b 为阳极，电极反应为4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ，“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KNO 3＋3H 2O=====电解 NH 3·H 2O ＋2O 2↑＋KOH ，故A 正确；B ．每生成 1 mol NH 3·H 2O ，阴极得8 mol e －，同时双极膜处有8 mol H ＋进入阴极室，即有8 mol 的H 2O 解离，故B 错误；C ．电解过程中，阳极室每消耗 4 mol OH －，同时有4 mol OH －通过双极膜进入阳极室，KOH 的物质的量不因反应而变更，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H 2O 被催化解离成H ＋和 OH －，可提高氨生成速率，故D 正确。

2．(2024·高考全国甲卷)用可再生能源电还原CO 2时，接受高浓度的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。

第二讲 原电池 化学电源【真题速递】1.（2019.全国Ⅲ卷）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D −Zn ）可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池，结构如下图所示。

电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放充电电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

A. 三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l)C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e−ZnO(s)+H 2O(l)D. 放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D 【解析】A 、三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO 分散度高，A 正确；B 、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH ，电极反应式为Ni(OH)2(s)＋OH －(aq)－e －＝NiOOH(s)＋H 2O(l)，B 正确；C 、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH －(aq)－2e －＝ZnO(s)＋H 2O(l)，C 正确；D 、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH －通过隔膜从正极区移向负极区，D 错误。

2.（2019.全国1卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。

下列说法错误的是A. 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B. 阴极区，氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+2H ++2MV +C. 正极区，固氮酶催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【答案】B 【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV +在负极失电子发生氧化反应生成MV 2+，电极反应式为MV +—e —= MV 2+，放电生成的MV 2+在氢化酶的作用下与H 2反应生成H +和MV +，反应的方程式为H 2+2MV 2+=2H ++2MV +；右室电极为燃料电池的正极，MV 2+在正极得电子发生还原反应生成MV +，电极反应式为MV 2++e —= MV +，放电生成的MV +与N 2在固氮酶的作用下反应生成NH 3和MV 2+，反应的方程式为N 2+6H ++6MV +=6MV 2++NH 3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。

专题十二电化学及其应用考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。

2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。

近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。

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命题解读考向纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。

万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。

考向一原电池的工作原理及应用考向二电解池的工作原理及应用考向三化学电源装置分析考向四金属的腐蚀与防护命题分析分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。

试题精讲考向一电解池的工作原理及应用1(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。

光阳极发生反应：HCO -3+H 2O =HCO-4+2H ++2e -，HCO -4+H 2O =HCO -3+H 2O 2。

体系中H 2O 2与Mn (Ⅱ)/Mn (Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。

下列说法错误的是A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能B.阴极反应式为O2+2H++2e-=H2O2C.光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性【答案】C【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，B正确；C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，每消耗1molH2O，转移2mol电子，由O2+2H++2e-=H2O2，则体系中生成1molH2O2，C错误；D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确；故选C。