2025届高三高考化学一轮复习 假期作业39　多池、多室的电化学装置

2025届高三高考化学一轮复习 假期作业39　多池、多室的电化学装置 一、单项选择题 1.某研究性学习小组进行电化学实验，研究装置如图所示。有关说法错误的是（　　） A．Fe为负极 B．原电池中发生了吸氧腐蚀的变化 C．电解池中阳极材料质量增大 D．电解池中阴极的电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu 2.[2024·山东烟台模拟]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 3.工业上采用如图所示装置模拟在A池中实现铁上镀铜，在C装置中实现工业由KCl溶液制取KOH溶液。 下列有关说法错误的是（　　） A．a为精铜，b为铁制品，可实现镀铜要求 B．c为负极，电极反应式为 CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O C．从e口出来的气体为氧气，从f口出来的气体为氢气 D．钾离子从电解槽左室向右室迁移，h口出来的为高浓度的KOH溶液 4.某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法不正确的是（　　） A．甲池为原电池 B．CH3OH电极的电极反应式为 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ C．当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池理论上消耗O2的体积为280 mL（标准状况下） D．若丙中电极不变，电解质换成NaCl溶液，则一段时间后，丙中溶液的pH将增大 5.高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是（　　） A．上述装置中，f极为光伏电池的正极 B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4 D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO4 6.[2024·四川师范大学附中模拟]污水资源化利用既可以缓解水的供需矛盾，又可以减少水污染。化学工作者提出采用电解法除去工业污水中的NaCN，其原理如图所示，通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH维持碱性（CN－不参与电极反应）。下列说法正确的是（　　） A．b为电源的负极 B．隔膜Ⅰ为阴离子交换膜 C．X为H2，电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．当生成2.24 L N2时，电路中通过1 mol电子 7.工业上常采用电渗析法从含葡萄糖酸钠（用GCOONa表示）的废水中提取化工产品葡萄糖酸（GCOOH）和烧碱，模拟装置如图所示（电极均为石墨）。 下列说法错误的是（　　） A．交换膜1、2分别为阳离子、阴离子交换膜 B．a电极为阴极，b电极上发生氧化反应 C．一段时间后，a、b电极产生气体的质量之比为8∶1 D．电路中通过1 mol电子时，理论上回收40 g NaOH 8.[2024·福建莆田模拟]某混合物浆液中含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组设计了利用石墨电极电解的分离装置（如图所示），使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。下列说法错误的是（　　） A．a极室的电极反应式为 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B．上述装置中a极室的电极可换成金属铁 C．电解后，b极室得到Na2SO4和Na2CrO4的混合液 D．若电解后b极室溶液含铬元素0.52 g，则电路中通过0.02 mol e－ 9.[2024·湖北重点中学联考]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 D．电解总反应 2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋ 10.[2024·石家庄模拟]1，5­戊二胺 （）是生物法制备尼龙材料的重要原料，利用双极膜（BPM）电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5­戊二胺硫酸盐（含和SO）转换为1，5­戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．a极的电势比b极的低 B．m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜 C．电解过程中，H2SO4极室溶液的pH逐渐减小 D．b极区每生成11.2 L气体（标准状况），理论上可生成2 mol 1，5­戊二胺 二、不定项选择题 11.电渗析法淡化海水的装置如图所示，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（　　） A．离子交换膜b为阴离子交换膜 B．各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C.通电时，电极1附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D．淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值 12.我国科学家开发出了一种Zn­NO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 13.[2024·河北张家口模拟]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为双极膜中的阴离子交换膜 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 参考答案 1．解析：该装置左侧烧杯为原电池装置，铁作负极，C作正极；右侧烧杯为电解池装置，左侧的原电池装置是其电源。根据分析，Fe为负极，A正确；原电池中Fe在负极失去电子，正极上是氧气得电子，发生了铁的吸氧腐蚀，B正确；电解池中左侧的C与原电池的正极相连，是阳极，阳极为水失去电子生成氧气和氢离子，部分C会与氧气发生反应，C的质量一定程度上会减少，C错误；电解池中右侧的C为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，D正确。 答案：C 2．解析：电镀池中镀件作阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确；Y电极为正极，电极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，故B正确；电镀池中硫酸铜作电解液，在阴极铜离子得电子变为铜单质沉积在镀件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确；根据Cu2＋＋2e－===Cu，镀件增重6.4 g，转移0.2 mol电子，负极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，消耗0.2 mol Cl－，0.2 mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减少0.2 mol NaCl，其质量减少0.2 mol×58.5 g·mol－1＝11.7 g，故D错误。 答案：D 3．解析：根据图示可知，B为原电池，氧气得电子与水反应生成OH－，d作正极，c作负极；A、C为电解池，m、a为电解池的阳极，b、n为电解池的阴极。a为精铜，失电子，作阳极，b为铁制品，作阴极，铜离子得电子，可实现镀铜要求，A项正确；c为负极，甲醇失电子与溶液中的OH－反应生成CO和水，B项正确；电解KCl溶液，m为阳极，氯离子失电子生成氯气，从e口出来，从f口出来的气体为氢气，C项错误；电解槽左侧为阳极室，钾离子从电解槽左室向右室迁移，h口出来的为高浓度的KOH溶液，D项正确。 答案：C 4．解析：闭合电键形成闭合回路，甲池为燃料电池，故A正确；甲池燃料电池负极端为燃料发生失电子的氧化反应，生成二氧化碳和水，二氧化碳会进一步与电解质氢氧化钾反应生成碳酸钾和水，所以电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，故B错误；乙池中B极为阴极，质量增加5.40 g为Ag质量，对应物质的量为0.05 mol，根据电子守恒：4Ag～O2～4e－，甲池理论消耗氧气体积×22.4 L·mol－1＝0.28 L，即280 mL，故C正确；若丙中电极不变，电解质换成NaCl溶液，阴极氢离子得电子生成氢气，溶液pH增大，故D正确。 答案：B 5．解析：电解时，Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g HClO4，D项错误。 答案：C 6．解析：右侧氯离子放电得到次氯酸根离子，次氯酸根离子再氧化CN－为氮气，所以右侧电极为阳极， b为电源的正极，故A错误；装置的左侧电极为阴极，发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增加，污水中的钠离子会通过隔膜Ⅰ进入左侧，形成氢氧化钠溶液，所以隔膜Ⅰ为阳离子交换膜，故B错误；根据电极反应式可知，X为H2，C正确；生成的2.24 L N2未标明条件，无法求得电路中通过电子的量，故D错误。 答案：C 7．解析：在电解池的左侧，稀NaOH溶液转化为浓NaOH溶液，则表明Na＋透过交换膜1进入左侧，在a电极上H2O得电子生成H2和OH－，a电极为阴极；在右侧，稀GCOOH溶液转化为浓GCOOH溶液，表明GCOO－透过交换膜2进入右侧，在b电极上H2O失电子生成O2和H＋，b电极为阳极。电解发生后，a电极生成H2，b电极生成O2，依据得失电子守恒，H2与O2的物质的量之比为2∶1，所以a、b电极产生气体的质量之比为1∶8；电路中通过1 mol电子时，a电极上有1 mol H＋得电子，则有1 mol Na＋透过交换膜1进入左侧，理论上回收1 mol NaOH，质量为40 g。 答案：C 8．解析：通过装置图可知CrO要透过阴离子交换膜向b极移动，可知a为阴极，b为阳极，则a极室的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，A正确；a极上发生还原反应，故将电极换成铁电极，Fe不会被消耗，B正确；电解时b极发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，b极产生H＋，发生反应2CrO＋2H＋⇌Cr2O＋H2O，因此b极室还有Cr2O存在，C错误；0.52 g铬元素的物质的量为0.01 mol，说明有0.01 mol CrO透过阴离子交换膜，则电路中通过0.02 mol电子，D正确。 答案：C 9．解析：水放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；阴极生成1 mol钴，阳极有1 mol水放电，且H＋从Ⅰ室移到Ⅱ室，则Ⅰ室溶液质量减少18 g，故B错误；若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜后，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；电解总反应的离子方程式为2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，故D正确。 答案：D 10．解析：根据题意，将生物发酵液中的1，5­戊二胺硫酸盐转换为1，5­戊二胺，则生物发酵液中的SO应通过n膜进入H2SO4溶液，应通过m膜进入产品室，与BPM表面产生的OH－反应生成水和。阳离子向a极移动，a极是阴极，则b极是阳极，阳极电势比阴极电势高，A正确；电解过程中SO进入H2SO4极室，生成H2SO4，溶液pH逐渐减小，C正确；b极区是阳极区，电渗析过程生成O2，每生成11.2 L气体(标准状况)转移的电子为×4＝2 mol，而1 mol生成转移2 mol电子，故理论上可生成1 mol 1，5­戊二胺，D错误。 答案：D 11．解析：由图分析可知，电极1为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极2为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，离子交换膜a是阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜，结合阴、阳离子移向可知，各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水，A、B正确；通电时，阳极电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电极2附近溶液的pH比电极1附近溶液的pH变化明显，C错误；淡化过程中，得到的浓缩海水可以提取氯化钠、镁、溴等，有使用价值，D错误。 答案：AB 12．解析：Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，正极电势高于负极电势，A正确；正极区消耗的H＋源于双极膜解离出的H＋，且产生的NH3会部分溶解，所以正极区溶液的pH不会减小，C错误；电子流向：负极→负载→正极，D正确。 答案：C 13．解析：电极a为直流电源的负极，电极b为正极，正极电势高于负极电势，A错误；催化电极M为阳极，碱性条件下乙烯在阳极失去电子发生氧化反应生成环氧乙烷，电极反应式为C2H4－2e－＋2OH－―→＋H2O，OH－通过阴离子交换膜q进入阳极区，所以工作时，阳极区OH－的物质的量不变，但放电生成水，会使氢氧化钠溶液的浓度减小，B正确、C错误；电极N为电解池的阴极，电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，若放电生成1 mol铬离子，电路中转移3 mol电子，同时有3 mol氢离子移入阴极区，导致酸性含铬废水质量增加3 g，D正确。 答案：BD 学科网（北京）股份有限公司 $$