高考化学一轮复习电化学专题
2024届高考一轮复习化学课件：多池(或多室)电化学装置及分析
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
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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。
高考化学化学反应与电能一轮复习小题训练(原卷版)
化学反应与电能1．有关原电池的下列说法中正确的是( )A ．在外电路中电子由正极流向负极B ．在原电池中，只有金属锌作为负极C ．原电池工作时，阳离子向正极方向移动D ．原电池工作时，阳离子向负极方向移动2．下列有关叙述正确的是( )A ．在空气中金属铝发生原电池反应表面迅速氧化形成保护层B ．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动C ．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池D ．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能 3．下列有关电化学的说法正确的是( )A ．原电池的金属负极质量一定减小B ．待充电电池的负极应与电源正极相连C ．电解池的电解质溶液质量一定减小D ．原电池工作时在溶液中电流由负极到正极 4．下列说法正确的是( )A ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法B ．用H 2S 作沉淀剂，可除去废水中的Fe 2+和Cu 2+C ．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn 、Fe 、Ag 、Au 等金属D ．将AgCl 和AgBr 的饱和溶液等体积混合，再加入足量的浓AgNO 3溶液，AgCl 沉淀少于AgBr5．下列有关电化学装置完全正确的是( ) A B C D铁上镀银 电解法制钠 保护铁 铜锌原电池 编号 A B C D图示 片刻后在Fe 电极附近食盐水滴入K3[Fe(CN)6]溶液说明验证铁钉发生吸氧腐蚀验证Fe 电极被保护该装置是牺牲阳极的阴极保护法该化学反应为放热反应8．关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述，正确的是( )A．铜离子在铜片表面被氧化B．铜作负极，铜片上有气泡产生C．电流从锌片经导线流向铜片D．右侧烧杯中，SO42-的物质的量几乎不变，K+的数目增多9．一种水果电池的示意图如图所示，该电池工作时，下列有关说法正确的是( )A．锌片作正极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+B．内外电路中电流均由电子定向移动形成C．柳橙的成分不会发生变化D．若将锌片换为铁片，LED灯仍然发光10．关于下列装置，叙述不正确的是( )A．石墨电极反应式：O2+4H++4e-=2H2OB．温度计的示数会上升C．加入少量NaCl ，会加快Fe 生锈D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e-=H2↑11．如图所示实验装置，下列说法不正确的是()A．装置为铁的吸氧腐蚀实验B．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀产生C．向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊溶液，可观察到石墨附近的溶液变红D．若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀12．中科院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和O2-同时透过，可实现水连续分解制H2，工作时，CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。
2023届高三化学高考备考一轮复习训练专题9隔膜在电化学中的应用提升篇
专题9隔膜在电化学中的应用提升篇2023年高考化学复习一、单选题，共13小题1．（模拟）有学者设想将传统锌锰电池改装为双膜三室模式的蓄电池，三室中电解质溶液分别选用K2SO4、KOH、H2SO4溶液中的一种，工作原理示意图如图所示。
下列说法正确的是A．膜p适合选用阴离子交换膜B．II室中适合添加KOH溶液C．放电时，III室中溶液的pH增大D．充电后，I室和III室溶液的质量变化相同2．（模拟）含有硝酸盐和亚硝酸盐的酸性废水可导致水体富营养化，引发环境污染。
如NO的原理。
下列有关叙述错误的是图是利用电化学原理处理-nA．直流电源为铅蓄电池时，Pb 极连接Y电极B．电势：X极高于Y极C．当产生14g N2时，有6mol H+跨膜而过D．阳极电极反应方程式为2H2O- 4e-=O2↑+4H+3．（模拟）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A ．电池可用于乙醛的制备B ．b 电极为正极C ．电池工作时，a 电极附近pH 降低D ．a 电极的反应式为O 2+4e - -4H + =2H 2O4．（2022·福建·福州第十五中学模拟）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222H O 4e 4H O -+-=+↑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O 2与b 极反应的O 2等量5．（模拟）水是鱼类赖以生存的环境，较好的水质能减少鱼类疾病的发生，更有利于鱼类的生长和生存。
世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。
下列说法正确的是A ．Y 为电源的正极B ．阴极反应式为2-3NO +10e -+12H +=N 2↑+6H 2OC ．将该装置放置于高温下，可以提高其净化效率D ．若BOD 为葡萄糖(C 6H l2O 6)，则1mol 葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出22mole - 6．（模拟）我国学者开发了一种新型高效电解析氢(HER)催化剂，大幅降低了电解所需的电压，同时可将2H S 气体变废为宝。
第六章第32讲电化学原理的应用2025年高考化学一轮复习
第32讲电化学原理的应用[复习目标] 1.认识原电池和电解池的工作原理。
2.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
能利用化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。
考点一电化学计算名师课堂点拨1．电化学的计算原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。
2．电化学计算中三种常用的方法如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：(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。
3．电化学计算中的三个相等(1)同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。
(2)同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。
上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。
关键能力提升1．将两个铂电极插入500 mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )A ．4×10－3 mol·L －1B ．2×10－3 mol·L －1C ．1×10－3 mol·L －1D ．1×10－7 mol·L －1【解析】 由题意可知，n (H ＋)＝2n (H 2SO 4)＝2n (Cu)＝2×0.064 g 64 g·mol－1＝0.002 mol ，c (H ＋)＝0.002 mol 0.5 L＝4×10－3 mol·L －1。
【答案】 A2．(2023·重庆巴蜀中学模拟)我国科学家发明了一种Zn －PbO 2电池，电解质为K 2SO 4、H 2SO 4和KOH ，通过a 和b 两种离子交换膜将电解质溶液隔开(减少参加电极反应的离子的迁移更有利于放电)，形成M 、R 、N 三个电解质溶液区域，结构示意图如图所示。
2024届高考一轮复习化学教案(通用版)：多池、多室的电化学装置
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__________________________________。
高三化学一轮复习电化学里的“魔法师”离子交换膜课件
电化学里的“膜法师”——离子交换膜
感受高考 明确考向
2023全国甲卷
2022全国甲卷
2023全国乙卷
2022全国乙卷
2021全国甲卷
2021全国乙卷
考查知识点：
1.电极名称、电势高低判断
2.三个方向（电子、电流、 离子） 3.电极反应式的书写与正误 判断 4.电解质溶液质量、PH、 浓度的变化
C．双极膜中间的H2O解离出的H+向N极迁移 D．每处理苯酚，理论上有+透过膜a
活动三、认膜、析膜、建模——课堂小结 知识上： 离子交换膜的含义、类型、原理、 作用
课堂小结
解题技巧上：
3.穿膜离子的判断和膜两边溶液的相关计算： 离子迁移量、溶液质量变化、PH变化
5.离子交换膜的种类判断 及穿膜离子方向判断
6.有关定量计算
学习目标：理解并掌握电化学中关于离子交换膜的判断、应用及相关计算。 通过对离子交换膜的分析感受化学原理在社会生活中的应用。
活动一、识膜——离子交换膜的知识重构——建构认知模型
1.什么是离子交换膜？常见的类型有哪些？离子交换膜的原理？
2.电化学装置中为什么要引入离子交换膜？它的作用是什么？ 3.离子交换膜在教材中的原理模型
4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2OB．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜 C．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)
和碱(MOH)D．若去掉双极膜(BP)，电路中每转移1mol电子，两极共
得到气体
活动二、析膜——题型例析——建构思维模型 角度四、特殊膜 例4.（2023山东）在直流电源作用下，双极膜中间的H2O解离为H+和OH-， 利用电解池产生强氧化性的羟基自由基.OH,，处理含苯酚废水和含SO2的 烟气的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M电极为阳极，反应式为： B．含SO2的烟气被吸收的反应为
高考化学一轮复习电化学原理(含答案)
专题检测卷(八)第5讲电化学原理(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1.(2012·上海高考)右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+====Zn2++H2↑，下列说法错误的是（）A.a、b不可能是同种材料的电极B.该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C.该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D.该装置可看作是铜-锌原电池，电解质溶液是稀硫酸2.(2012·北京高考)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。
如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（）A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C.催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D.催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e-====HCOOH3.(2012·大纲版全国卷)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（）A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④4.(2013·三明质检)如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，则以下叙述正确的是（）A.C电极为电解池的阳极B.Cu电极附近OH-浓度增大C.Na+移向Pt电极D.Pt电极上有O2生成5.(2013·莆田一模)电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。
测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是（）A.a极与电源的负极相连B.产物丙为硫酸溶液C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.a电极反应式：2H2O+2e-====H2↑+2OH-6.(2013·海南高考)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+Mg====Mg2++2Ag+2Cl-。
微专题五 有关电化学的计算-高考化学一轮复习课件
9、利用催化剂和电化学装置还原氮气的一种原理如图所示。下列相关说
法错误的是（ D）
A．B电极反应式为2H2O -4e- = O2 + 4H+ B．H+经过质子交换膜移向A电极 C．POM2在催化剂表面转化为POM1的反应为氧化反应 D．生成1 mol O2理论上可还原33.6 L N2 (标准状况)
下列说法正确的是（ D ）
A. Cu(1)极为负极，其电极反应为Cu-2e- = Cu2+ B. 隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阴极 C. 上述装置理论上可制备0.6 mol己二腈 D. 当电解停止时，Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g
【详解】A. 由分析可知，Cu(1)极为正极，其电极反应为:Cu2+ +2e- =Cu ，A错误；B. 由分析可知，此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同 形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，隔膜为阴离子交换膜，C(2)极 为阳极，B错误；C. 当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中 ，所以转移电子的物质的量是0.8mol，由反应2CH2=CHCN+2H++2e=NC(CH2)4CN可知，可制备0.4mol己二腈，C错误； D. 当两电极中铜离子 浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是0.8mol， 当电解停止时，则Cu(1)电极上析出0.4molCu，Cu(2)电极上溶解0.4molCu ，故Cu(1)极与Cu(2)极质量相差0.8mol×64g/mol=51.2 g，D正确。
解析：Ce3+在石墨极发生反应后变为Ce4+，发 生了氧化反应，Ce4+与SO42-结合变为Ce(SO4)2 而流出，消耗了SO42- ，因此右池中的SO42-向 左池迁移，不断进行补充 。
高考化学电化学基础一轮复习(解析版)
电化学基础一、单选题1．下列指定反应的离子方程式不正确．．．的是A．向铁制器具上电镀铜，阴极的电极反应为：Cu2++2e-=CuB．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：2Cl-+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2OH-C．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq)D．向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O【答案】D【解析】A.电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，在阴极上，镀层金属阳离子获得电子，向铁制器具上电镀铜，阴极上Cu2+得电子变为单质Cu，反应原理符合事实，A正确；B.电解饱和食盐水，溶液中的阴离子Cl-在阳极上失去电子变为Cl2，水电离产生的H+在阴极上获得电子变为H2，总反应方程式为：2Cl-+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2OH-，B正确；C.CaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡，当向溶液中加入饱和Na2CO3溶液时，由于c(Ca2+)·c(CO32-)>K sp(CaCO3)，会形成CaCO3沉淀，使CaSO4不断溶解，最终实现了沉淀的转化，C正确；D.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸，二者反应产生BaSO4沉淀和H2O，产生的二者的物质的量的比是1:2，离子方程式为：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，D错误；故答案选D。
2．大海航行中的海轮船壳上连接了锌块，说法错误的是A．船体作正极B．属牺牲阳极的阴极保护法C．船体发生氧化反应D．锌块的反应：Zn－2e-→Zn2+【答案】C【解析】A. 在海轮的船壳上连接锌块，则船体、锌和海水构成原电池，船体做正极，锌块做负极，海水做电解质溶液，故A正确；B. 在海轮的船壳上连接锌块是形成原电池来保护船体，锌做负极被腐蚀，船体做正极被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；C. 船体做正极被保护,溶于海水的氧气放电：O2+4e−+2H2O=4OH−，故C错误；D. 锌做负极被腐蚀：Zn－2e-→Zn2+，故D正确。
高三化学一轮复习：电化学专题
高三化学一轮复习：电化学专题高中化学中的电化学部分是一个重点和难点，在高考中占有重要地位。
在高三一轮复习中，我们需要对电化学的知识进行系统梳理和深入理解，为后续的复习和考试打下坚实的基础。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应氧化还原反应是电化学的基础。
在氧化还原反应中，电子发生转移，导致元素的化合价发生变化。
理解氧化还原反应的本质，对于掌握电化学原理至关重要。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成，通过导线和盐桥相连。
在原电池中，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
3、电解池电解池是将电能转化为化学能的装置。
它与电源相连，在阳极发生氧化反应，在阴极发生还原反应。
二、原电池的工作原理1、电极反应以铜锌原电池为例，锌作为负极，失去电子发生氧化反应：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺；铜作为正极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑。
2、电子和离子的移动在原电池中，电子从负极经导线流向正极，形成电流。
溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
3、原电池的构成条件（1）两个不同的电极，其中一个能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
（2）电解质溶液。
（3）形成闭合回路。
三、电解池的工作原理1、电极反应以电解氯化铜溶液为例，阳极发生氧化反应：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑；阴极发生还原反应：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。
2、电解池的构成条件（1）直流电源。
（2）两个电极（惰性电极或活性电极）。
（3）电解质溶液。
（4）形成闭合回路。
四、电化学中的电极判断1、原电池电极判断（1）根据电极材料的活泼性判断，较活泼的金属为负极。
（2）根据电子流动方向判断，电子流出的一极为负极。
（3）根据氧化还原反应判断，发生氧化反应的一极为负极。
2、电解池电极判断（1）与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。
（2）根据发生的反应判断，发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。
高考化学一轮复习专题6.2原电池化学电源(知识讲解)(含解析)
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。
2024年新人教版高考化学一轮复习讲义(新高考版) 第7章 第43讲 多池、多室的电化学装置
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。
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装置图
说明
阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)
①负极反应式：
Zn－2e－===Zn2＋
②正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区
④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
续表
种类
装置图
说明
阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)
以Pt为电极电解淀粉KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开
【夯基础·小题】
1．(2019·广东名校联盟联考)Kolbe法制取乙烯的装置如图所示，电极a上的产物为乙烯和碳酸根离子。下列说法正确的是()
A．该装置将化学能转化为电能
B．图中为阳离子交换膜
C．阴极周围溶液的pH不断减小
D．每生成1 mol乙烯，电路中转移2 mol电子
解析：选D该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；电极a是阳极，电极反应式为CH2COO－CH2COO－＋4OH－－2e－=== CH2===CH2↑＋2CO ＋2H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则右侧阴极区产生的OH－要透过离子交换膜进入左侧，并参与阳极反应，故应是阴离子交换膜，B错误；阴极区周围溶液中c(OH－)逐渐增大，溶液的pH不断增大，C错误；由阳极反应式可知，生成1 mol乙烯时，电路中转移2 mol电子，D正确。
2．(2019·四川资阳二模)在电镀车间的含铬酸性废水中，铬的存在形式有Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种，其中Cr(Ⅵ)的毒性最大。电解法处理含铬废水的装置示意图如图，铬最终以Cr(OH)3沉淀除去。下列说法正确的是()
A．Fe为阳极，反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．阴极反应为Cr2O ＋7H2O＋6e－===2Cr(OH)3↓＋8OH－
【考必备·清单】
应用离子交换膜的常考装置——多室电解池
多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到物质制备、浓缩、净化、提纯的目的。
(1)两室电解池
①制备原理：工业上利用如图两室电解装置制备烧碱
阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。
C．阳极每转移3 mol电子，可处理Cr(Ⅵ)物质的量为0.5 mol
D．离子交换膜为质子交换膜，只允许H＋穿过
解析：选AC对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)处理是通过转化为Cr(OH)3处理，由题图可知，同时还生成Fe(OH)3，据此推测铁棒是阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋再与Cr2O 发生氧化还原反应生成Fe3＋和Cr3＋，A正确；石墨棒是阴极，电极上反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电解质溶液中发生反应：Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，B错误；阳极转移3 mol电子，生成1.5 mol Fe2＋，Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ)，据电子守恒可知，可处理Cr(Ⅵ)的物质的量为0.5 mol，C正确；石墨电极上反应生成OH－，左侧废水中Cr3＋、Fe3＋透过离子交换膜移向右侧，反应生成Cr(OH)3和Fe(OH)3，故离子交换膜为阳离子交换膜，D错误。
[答案]D
[规律方法]离子交换膜类型的判断方法
根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型，判断时首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余，因该电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移动的方向，进而确定离子交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。
高考化学一轮复习电化学专题
类型一 离子交换膜的种类
【考必备·清单】
1．含义和作用
(1)含义：
离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。
(2)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能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
2．分类和应用
3．三类交换膜应用实例
①阴H3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋
③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极
④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
【探题源·规律】
[例1]四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是()
A．b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高
D．电池总反应为4NaCl＋6H2O 4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑
[解析]由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H＋，阴极上H2O放电生成H2和OH－；H＋透过c，Cl－透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na＋透过a，NaOH的浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅰ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅱ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH减小，Ⅳ中H＋移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H＋)增大，pH减小，C不正确。
①阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②阳极反应式：2I－－2e－===I2
③阴极产生的OH－移向阳极与阳极产物反应：
3I2＋6OH－===IO ＋5I－＋3H2O
④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)
质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2