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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。
2024届高考化学过关学问点6电化学计算与“多池”的连接问题分析命题点1电化学的计算(1)原则：电化学的反应是氧化还原反应，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。
关键：a.电极名称要区分清晰；b.电极产物要推断精确；c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。
(2)方法注：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×N A×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。
[对点训练1] 1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列推断不正确的是()A．溶液浓度仍为1 mol·L－1B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)C．转移的电子数是1.204×1022D．反应中有0.02 mol金属被氧化B[阴极增重2.16 g Ag，转移电子0.02 mol。
阳极为Ag，溶液为AgNO3溶液，溶液浓度不变。
][对点训练2]如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：(1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。
A池阳极的电极反应为__________________，C池阴极的电极反应为____________________________________。
(2)假如B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。
(3)假如A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为________。
(4)若将CuSO4溶液复原，需加________(填写一种物质)________g。
[解析] 依据已知条件通电5 min 后，电极5的质量增加2.16 g ，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Ag ＋＋e －===Ag ，转移电子的物质的量为0.02 mol ，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。
电化学装置图【原卷】1．（2021·贵州遵义市·高三一模）中国科学院研发了一种新型钾电池，有望成为锂电池的替代品。
该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。
电池放电时的总反应为2 KC14H10+ x MnFe(CN)6 = 2 K1-x C14H10 + x K2MnFe(CN)6，则下列说法中，正确的是( )A．放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极BB．充电时，电极A质量增加，电极B质量减少C．放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大D．充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)6－2e－= 2K+ + MnFe(CN)62．（2021·浙江高三其他模拟）如图为一氧化氮气体传感器工作原理示意图。
电流方向如图中所示。
电极A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过下列相关叙述，正确的是( )A．该传感器运用了原电池原理，正极反应为NO+2H2O-3e-=NO3 +4H+B．当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗1.12L氧气C．该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，输出的电流强度也相应增大D．为了使传感器连续工作，可以不断补充NaCl，增强导电性3．（2021·四川泸州市·高三二模）己知Fe2+与H2O2溶液混合发生Fenton反应生成氧化性很强的羟基自由基(•OH)，可将CN-氧化为低毒的CNO-，实现废水处理的目的。
三维电极电解-Fenton反应处理废水的原理如图所示，多孔焦炭电极将整个电解槽变成了许多微电解池。
下列说法错误的是A．钛合金电极反应式为2H2O- 2e-=2H++2•OHB．阴极电极反应式为O2+ 2H++ 2e - = H2O2C．焦炭电极表面能产生•OH使废水处理效率提高D．Fe(OH)2+能在钛合金电极实现再生循环利用4．（2021·广西崇左市·高三二模）一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。
介导电化学edc计算公式电化学 EDC 计算电化学等效电路 (EDC) 模型是一种用于分析电化学系统的数学模型。
它将电化学系统表示为一个由电阻器、电容器和电源组成的电路网络。
通过求解该电路，可以确定系统的电化学行为。
材料和设备电化学工作站参考电极对电极工作电极电解液步骤1. 组装电化学电池。
将参考电极、对电极和工作电极连接到电化学工作站。
将电解液添加到电池中。
2. 设置电化学参数。
设置扫描速率、扫描范围和工作电极电位等电化学参数。
3. 进行电化学测量。
使用电化学工作站对系统进行电化学测量，例如循环伏安图或交流阻抗谱。
4. 拟合 EDC 模型。
将电化学测量数据拟合成 EDC 模型。
这可以通过使用非线性拟合算法来完成。
5. 提取 EDC 参数。
从拟合的 EDC 模型中提取电化学参数，例如电阻、电容和电荷转移电阻。
计算公式电阻串联电阻：总电阻 = R1 + R2 + ... + Rn并联电阻：1/总电阻 = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn电容串联电容：总电容 = 1/(1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn)并联电容：总电容 = C1 + C2 + ... + Cn电荷转移电阻从交流阻抗谱中提取电荷转移电阻注意事项EDC 模型是一个近似模型，可能不适用于所有电化学系统。
拟合 EDC 模型需要仔细选择拟合参数。
EDC 模型的参数可以随着电化学条件的变化而变化。
应用EDC 模型广泛应用于电化学系统的研究和分析，包括：电池和超级电容器腐蚀研究生物传感器电解合成。
电化学计算电化学计算是指在电化学实验中使用数学和物理的方法进行计算，以获得与电化学实验相关的参数和性质。
这些计算可以帮助研究人员预测和理解电化学过程中的物质转化和电荷转移机制，从而推动电化学实验的设计和优化。
在电化学计算中，常见的参考内容包括以下几个方面：1. 电荷转移过程的理论模型：电荷转移是电化学实验的核心过程，理论模型通过建立电化学反应的方程式和动力学方程，描述电荷的转移和物质的转化过程。
常见的电化学反应模型包括差分电容模型、极化模型和响应模型等。
这些模型可以用来计算物质在电极表面的电荷状态和电流响应。
2. 晶体缺陷的理论计算：晶体缺陷是电化学实验中重要的电荷转移通道，理论计算可以帮助研究人员预测晶体缺陷的类型和浓度，并评估其对电化学性能的影响。
常见的晶体缺陷计算方法包括密度泛函理论（DFT）和蒙特卡洛模拟等。
3. 电导率和离子扩散系数的计算：电导率和离子扩散系数是描述电解质溶液中离子传输性质的重要参数，可以通过电化学计算获得。
基于电解质的输运理论和电荷转移机制，可以推导出计算电导率和离子扩散系数的方程式。
这些方程式可以应用于不同的电解质体系，如液体电解质、聚合物电解质和固体电解质等。
4. 晶体结构和电子结构的计算：晶体结构和电子结构对电化学实验中的电荷转移行为和离子传输过程具有重要的影响。
计算晶体结构和电子结构可以提供理论上的支持和解释，帮助解释电化学实验中的现象和结果。
常见的计算方法包括能带理论、分子动力学模拟和第一性原理计算等。
5. 界面电位和亲和力的计算：电化学界面的性质对电化学实验的结果和机理具有重要的影响。
计算界面电位和亲和力可以揭示电子和离子在界面上的行为和分布，以及界面的稳定性和活性。
计算界面电位和亲和力的方法包括界面建模、电容模型和界面微观结构的计算等。
以上是电化学计算中常用的参考内容，通过计算可以帮助研究人员深入了解电化学实验中的物质转化和电荷转移机制，从而为实验设计和优化提供理论依据和指导。
化学反应的电化学的计算化学反应的电化学计算电化学计算是化学中重要的计算方法之一，它可以用来研究和预测化学反应中的电化学现象和过程。
通过电化学计算，可以计算电极反应的标准电势、电解质溶液的浓度、电流强度等参数，从而深入理解化学反应的机理和性质。
本文将介绍电化学计算的原理、方法和应用，并通过具体实例展示其实际应用价值。
一、电化学计算的基本原理电化学计算依据电化学反应的基本原理，即氧化还原反应。
在电化学反应中，电子在电极上转移，形成氧化物和还原物。
电化学计算要解决的主要问题是，根据反应物的浓度和电极反应的标准电势，计算反应的电流强度、电势差等参数。
二、电化学计算的方法1. 奈斯特方程奈斯特方程是电化学计算中常用的方法之一，它描述了电极上氧化物和还原物的浓度与电势之间的关系。
奈斯特方程的数学形式为：E = E0 - (0.0592/n) * log(Q)其中，E为电位差，E0为标准电势，n为电子转移的物质的摩尔数，Q为氧化物和还原物的浓度比值。
2. 法拉第定律法拉第定律是电化学计算的基本原理之一，它描述了电流强度与电解质溶液中物质的浓度之间的关系。
根据法拉第定律，电流强度与物质的摩尔数之间成正比，比例系数为法拉第定律常数F。
法拉第定律的数学形式为：I = n * F * v其中，I为电流强度，n为物质的摩尔数，F为法拉第定律常数，v 为电极反应的速率。
三、电化学计算的应用1. 利用电化学计算分析溶液中的物质浓度电化学计算可以根据电极上物质的浓度和电极反应的标准电势，计算出电流强度和溶液中物质的浓度。
这对于溶液分析和环境监测具有重要意义。
2. 预测电化学反应的发生性通过电化学计算，可以预测电化学反应的发生性。
如果反应的标准电势为正值，说明反应是可逆的，反之则为不可逆的。
这对于化学工艺和新材料的设计具有指导意义。
3. 评估电化学装置的性能电化学计算可以评估电化学装置的性能，如电池、电解槽等。
通过计算电势差、电流强度等参数，可以优化装置的设计和运行条件。
电化学计算电化学是一门研究电子在化学反应中的活动的学科，广泛应用于实验室研究、工业生产以及环境保护等领域。
在电化学实验中，我们经常需要进行电化学计算，以确定反应的电位、电流密度、以及电荷转移等参数。
本文将介绍电化学的基本概念和常见的电化学计算方法，以帮助读者更好地理解和应用电化学知识。
一、电化学基本概念（一）电位电位是指在一定条件下，一个电子参与反应所对应的能量状态，通常用电势表示。
在电化学中，电位是一个很重要的概念，因为反应的方向和速率都取决于电位的大小、方向和变化。
（二）电流密度电流密度是指通过单位面积的电流强度，通常用符号 J 表示。
在电化学实验中，电流密度是反应速率的重要指标，因为电荷转移速率与电流密度成正比。
（三）电荷转移电荷转移是指在电化学反应中，电子从一个物质转移到另一个物质的过程，该过程是通过电子流动实现的。
电荷转移速率直接影响反应速率和电化学过程的效率。
二、电化学计算方法（一）电位计算1. 标准电极电位计算标准电极电位是指在标准状态下，由一个半电池中的电子从金属离子中传递到氢离子中所产生的电势差。
计算方法为：E0 =E(cathode) - E(anode)。
2. 非标准电极电位计算非标准电极电位是指在非标准状态下，电极中电子从金属离子中传递到氧化还原物质中所产生的电势差。
计算方法为：E = E0 - (0.0592/n) x log(Q)，其中 n 是电子转移数，Q 是反应物质浓度比值。
（二）电流密度计算1. 弗拉第定律计算弗拉第定律描述了电子从电极到溶液中物质的扩散速率，其中的电流密度 J 和浓度 C 的关系式为：J = nFADC/d，其中 n 为电子转移数，F 为法拉第常数， A 和 D 分别为电极表面积和物质的扩散系数，d 为双层厚度。
2. 工艺模型计算工艺模型通过建立电极、电解质和物质传输的模型，利用计算机模拟进行电化学计算。
这种方法可以计算更为复杂的情况，并可进行优化设计。
A ．电解一段时间后阳极区()-c OH 减小B ．理论上生成+321molH N CH COOH 双极膜中有24mol H O 解离电化学“多池和多室”串联问题及计算考情分析真题精研C ．阳极总反应式为---222HCHO+4OH-2e 2HCOO +H +2H O =↑ D ．阴极区存在反应+-2242H C O +2H +2e CHOCOOH+H O = 规律·方法·技巧1．（2024·广东·高考真题）一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图下列说法不正确的是A ．阳极反应：--22Cl -2e Cl =↑B ．阴极区溶液中-OH 浓度逐渐升高C ．理论上每消耗231 mol Fe O ，阳极室溶液减少213gD ．理论上每消耗231 mol Fe O ，阴极室物质最多增加138g 【答案】C【分析】右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为阳极，Cl −放电产生氯气，电极反应为：222e Cl Cl −−−=↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，23O Fe 在碱性条件下转化为Fe ，电极反应为：经典变式练核心知识精炼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：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×N A×1.60×10－19C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。
．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，如两个铂电极或两个碳棒电极。
