专题六 热点6 电化学原理的综合应用-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

热点6　电化学原理的综合应用 考点一　含离子交换膜电池的应用 1.常见的离子交换膜 (1)阳离子交换膜,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,只允许阴离子通过,即允许OH-和其他阴离子通过,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。 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)能选择性地允许离子通过,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3.判断离子交换膜类型的步骤 第一步:明确电解质溶液中存在的粒子。 第二步:结合题设信息,确定物质生成或消耗的电极区域。 第三步:运用电化学原理写出电极反应式,依据电中性原则,确定离子的移动方向。 第四步:依据离子移动方向,判断离子交换膜类型。 [典例1] (2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在]。电池放电时,下列叙述错误的是(　　) A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移 C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+Zn(OH+Mn2++2H2O 解析:根据题图所示的电池结构和题目所给信息可知,Ⅲ区Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH,Ⅰ区MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O;电池在工作过程中,Ⅰ区消耗H+,生成Mn2+,S向Ⅱ区移动,Ⅲ区消耗OH-,生成Zn(OH,K+向Ⅱ区移动。 答案:A 三步法解答有关“膜”装置题 [对点精练1] 某锂离子电池的总反应为2Li+FeSFe+Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2的废水和含Ni2+、Cl-的酸性废水,并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示[LiPF6·SO(CH3)2为锂离子电池的电解质]。 下列说法正确的是(　D　) A.X与锂离子电池的Li电极相连 B.若去掉离子膜M将左右两室合并,则X电极的反应不变 C.离子膜M为阴离子交换膜,离子膜N为阳离子交换膜 D.电解过程中b室BaCl2溶液的浓度增大 解析:通过锂离子电池总反应可知,锂作负极,FeS作正极;以该电池为电源电解处理含Ba(OH)2的废水和含Ni2+、Cl-的酸性废水,并分别获得BaCl2溶液和单质镍,获得单质镍的反应为Ni2++2e-Ni,故Y极为阴极,与锂电极相连,X极为阳极,与FeS电极相连。结合以上分析可知,X与锂离子电池的FeS电极相连,故A错误;阴离子放电顺序为Cl->OH-,阳极的电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,若去掉离子膜M将左右两室合并,氯化钡溶液中含有氯离子,移向阳极,发生氧化反应,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,故X电极的反应发生改变,故B错误;镍棒与电源负极相连,是电解池的阴极,氯离子移向b室,离子膜N为阴离子交换膜,碳棒为阳极,钡离子移向b室,离子膜M为阳离子交换膜,故C错误;钡离子、氯离子分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜移向1%的BaCl2溶液中,使BaCl2溶液的浓度增大,故D正确。 考点二　“串联”类电池的识别与分析 1.电解池的“串联”——有外接电源型 (1)常见模型。 装置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。 (2)判断方法。 与电源负极相连的是阴极,或根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”的原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。电极位置相同,作用也相同。若电解池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同,则该装置为电镀池。 2.原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 一般多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,其余均为电解池。通常在装置中两个电极活泼性差异较大的为原电池,较活泼的电极作负极。在原电池中电极材料和电解质溶液能发生自发氧化还原反应,而电解池的电极材料和电解质溶液一般不能发生自发氧化还原反应。如图中装置B为原电池,装置A为电解池。 [典例2] 通过甲装置除去污水中的乙酸钠和对氯苯酚,同时利用此装置产生的电能进行粗铜的精炼。下列说法不正确的是(　　) A.B极为负极,发生氧化反应 B.当电路中有0.2 mol 电子通过时,Y极质量可能减少6.2 g C.A极的电极反应式:+e-+Cl- D.反应一段时间后,经甲装置排出的污水pH减小 解析:A.由题图可知,氢离子由B极移向A极,所以B极为负极,发生氧化反应,正确;B.B极是负极,A极是正极,则Y极是阳极,Y极可能是粗铜中铜、铁等金属失电子,当电路中有0.2 mol电子通过时,Y极质量可能减少6.2 g,