【升级版】微专题35 电化学“多池和多室”串联问题及计算-备战2024年高考化学考点微专题

微专题35 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生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是    A．b电极反应式为 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 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，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，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 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 “串联”类电池的解题流程 一、有关电化学的计算 电化学的反应本质是氧化还原反应，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。 1．解题关键 (1)电极名称要区分清楚； (2)电极产物要判断准确； (3)各产物间量的关系遵循得失电子守恒。 2．三种计算方法 如以电路中通过4 mol e－为桥梁可构建以下关系式： (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－)×NA×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。 如图：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 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。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：A为电解池，B为原电池。 3．根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极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。 4．原电池和电解池的组合装置的思维模型 三、综合装置中的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是得失电子守恒，分析时要注意两点：①串联电路中各支路电流相等； ②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。 图中装置甲是原电池，装置乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解 6.5g，Cu极上析出H2 2.24L(标准状况)，Pt极上析出Cl2 0.1 mol，C极上析出Cu6.4g。甲池中H＋被还原生成H2，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。 1．（2023·全国·统考高考真题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是      A．析氢反应发生在电极上 B．从电极迁移到电极 C．阴极发生的反应有： D．每转移电子，阳极生成气体(标准状况) 2．（2023·北京·统考高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。    下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置中的总反应为 1．（2023·全国·高三专题练习）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池串联组合的新工艺可节能，装置如图所示。已知：空气中氧气的体积分数为20%。下列叙述错误的是 A．X为，Y为 B． C．标准状况下，若生成22.4L X，则消耗空气56L D．燃料电池中阳离子的移动方向是从右侧移向左侧 2．（2023春·河北石家庄·高三校联考阶段练习）我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基()的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是 A．电子转移方向