第4部分 第6章 第35讲 多池串联与“隔膜”电化学装置(能力课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)鲁科版

第35讲　多池串联与“隔膜”电化学装置(能力课) 　1.了解多电池串联装置的工作原理与分析。　2.了解含隔膜的电化学装置的原理及应用。 　 多池串联的电化学装置分析 类型一　有外接电源的电解池串联模型 　 类型二　原电池与电解池串联 1．乙为原电池，甲为电解池 甲　　乙 2．甲为原电池，乙为电解池 　　甲　　　　　　乙 　有外接电源的电解池串联 1．如图所示的装置，C、D、F、X、Y都是惰性电极，E为铁棒。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法不正确的是(　　) 甲　　　 乙　　 丙　　丁 A．电源B极是负极 B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液 C．甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶2 D．装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷 C　[电解滴入酚酞的饱和氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，导致阴极附近显碱性，所以阴极附近溶液显红色，在F极附近显红色，所以F极是阴极，则B极是负极，A正确；电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中金属阳离子和阳极材料是相同元素，所以欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液，B正确；电解硫酸铜溶液时，E为阳极且Fe作电极，故发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，无单质生成，C错误；电解池工作时，溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，装置丁中，X极是阳极，Y极是阴极，Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒向阴极移动，由此证明氢氧化铁胶粒带正电荷，D正确。] 　原电池与电解池的串联分析 2．(2022·日照模拟)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是(　　) A．a为电解池的阴极 B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ C．当电路中转移2 mol电子时，1 mol SO通过膜d向右移动 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH D　[电池放电过程中，Cu(2)的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，Cu(1)的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 mol，右边硫酸铜物质的量为1 mol，电池停止放电时，左右两侧硫酸铜物质的量均为3 mol，因此右侧有2 mol 铜离子生成，转移4 mol 电子，根据阴极反应式可知，转移2 mol电子时得到2mol NaOH即80 g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH，D错误。] 3．用C3H8、O2和熔融Na2CO3组成的燃料电池作电源，电解饱和的K2S溶液和2 mol·L－1 AgNO3溶液制备某些单质，盐桥中充有饱和的KNO3溶液。下列说法错误的是(　　) A．石墨1的电极反应式为C3H8－20e－＋10CO===13CO2＋4H2O B．石墨2电极电势较石墨1电极高 C．盐桥中的NO移向石墨4电极处 D．电解的总反应离子方程式为2Ag＋＋S2－2Ag＋S C　[熔融盐电池是燃料电池的一种，左边装置中石墨1电极上进气a生成“x＋y”，y再到石墨2处参与反应，则石墨1电极上进的气体为C3H8，发生氧化反应生成CO2和H2O，石墨1为负极，石墨2为正极，石墨3为阳极，石墨4为阴极。盐桥作为电解池的内部结构，NO应移向阳极，即石墨3电极处，C错误。] 　 含隔膜的电化学装置分析 1．隔膜的分类 隔膜(又叫离子交换膜)由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类： (1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 (4)双极膜，又称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－分别通过阴、阳膜，作为H＋和OH－的离子源。 2．隔膜的作用 (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．离子通过隔膜的定量关系 (1)通过隔膜的离子带的电荷数等于电路中电子转移数。 (2)离子迁移：依据电荷守恒，通过隔膜的离子数不一定相等。 双极膜在电渗析中应用广泛，它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。