第31讲 多池 多室装置-2024年高考化学一轮复习课件

第31讲 多池、多室的电化学装置 诊断性评价 (2021·广东，16)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 A.工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B.生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 √ 一、多池串联模型 外接电源与电解池的串联 原电池与电解池的串联 正接正，负接负 阴阳交替 转移电子数相等 如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，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N2H4－4e－=== N2＋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 N2H4时，乙池中理 论上最多产生6.4 g固体 √ 在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极的质量增加2.16 g。 (1)电源中X为直流电源的______极。 负 (2)pH变化：A________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B________，C________。 增大 减小 不变 (3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_______________(设电解前后溶液体积无变化)。 0.025 mol·L－1 (4)常温下，若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为______(设电解前后溶液体积无变化)。 13 二、多室装置模型 分析某室pH的变化，既要考虑该区(或该电极)的化学反应，又要考虑通过“交换膜”的离子。 我国科学家开发出了一种Zn-NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A.电极电势：Zn/ZnO电极<MoS2电极 B.Zn/ZnO电极的反应式为Zn－2e－＋2OH－ ===ZnO＋H2O C.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH 减小 D.电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极 √ 分析某室浓度的变化，既要考虑通过“交换膜”的离子，又要考虑水作为反应物或生成物的问题。 我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为H＋和OH－，并分别向两极迁移。下列说法正确的是 A.电极a上的电势高于电极b上的电势 B.膜q为双极膜中的阳离子交换膜 C.工作时，NaOH溶液浓度保持不变 D.每生成1 mol Cr3＋，酸性含铬废水质量理论上 增加3 g √ 分析某室质量的变化，既要考虑通过“交换膜”的离子，又要考虑电极反应是否有物质逃逸或沉积在电极上（溶液中的离子反应遵循质量守恒定律，考虑离子迁移即可） 外电路通过电子的n=电解质溶液中通过交换膜离子的n×离子所带电荷数 电荷 守恒 下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极。下列说法错误的是 A.电子由X电极经导线流向镀件 B.Y的电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C.电镀池可以用石墨电极作阳极 D.镀件增重6.4 g，理论上X极区模拟海水的 质量减少7.1 g √ 终结性评价 1.(2021·湖北，15)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A.电解时只允许H＋通过离子交换膜 B.生成O2和H2的质量比为8∶1 C.电解一段时间后阴极区溶液OH－的浓度增大 √ 2.(2021·河北，9)K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是 A.隔膜允许K＋通过，不允许O2通过 B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时， b电极为阳极 C.产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量 比值约为2.22 D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水 √ 3.(2022·山东，13改编)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CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，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。下列说法错误的是 A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小 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LiCoO2＋2H2O＋e－=== Li＋＋Co2＋＋4