2025届高三化学一轮复习：多池、多室的电化学装置 课件

第六章　物质结构 元素周期律 第29讲 多池、多室的电化学装置 2025届高三一轮复习-------- 衡阳市八中高三化学备课组 知识点1 多池串联装置中电池类型的判断 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。 1．直接判断 考点突破·考法探究 知识固本 2 知识点1 多池串联装置中电池类型的判断 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。 考点突破·考法探究 知识固本 3 知识点1 多池串联装置中电池类型的判断 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。 考点突破·考法探究 知识固本 4 D 【例1】(2022•山东卷改)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，乙室不需要补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e+4H+=Li++Co2++4OH- D．若甲室Co2+减少200 mg，乙室Co2+增加300 mg，则此时已进行过溶液转移 5 思维建模 判断电池类型 确定电极名称 书写电极反应 解答实际问题 有外接电源 无外接电源 电解池 能自发发生氧化还原反应 不能自发发生氧化还原反应 原电池 电解池 原电池 电解池 正极、负极 阳极、阴极 根据原电池原理书写 根据电解池原理书写 阴、阳极反应式 正、负极反应式 根据电化学原理及电极反应式 根据“串联”电池各级转移电子数相等 进行计算 判断正误 考点突破·考法探究 6 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 C 考点突破·考法探究 考向洞察 知识点2 含膜电解池装置分析 考点突破·考法探究 知识固本 8 H3PO2可用“四室电渗析法”制备，工作原理如图所示。请思考以下问题： (1)X膜、Y膜、Z膜分别为什么离子交换膜？ (2)写出阳极的电极反应式? (2)分析产品室可得到H3PO2的原因 (3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是___________________。 X膜 Y膜 Z膜 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 H2或H3PO2被氧化 利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现以NaCl溶液模拟海水、采用惰性电极，用如下图所示的装置处理有机废水(以含有机酸CH3COOH溶液为例)，在直流电场作用下，双极膜间的水解离成H＋和OH－。请思考以下问题： (1)b膜、a膜分别为什么离子交换膜？产品室的产品是什么？ (2)写出阳极的电极反应式? (3)当阴极产生22.4 L（标况下）气体时，双极膜中电解的水的物质的量？理论上可除去模拟海水中NaCl多少克？ CH3COOH＋8OH－－8e－===2CO2↑＋6H2O 2mol 117 g 膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜 产品室生成的物质为盐酸 为适应不同发电形式产生的波动性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。 下列说法错误的是(　　) A．蓄电时，碳锰电极的电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋ B．蓄电时，右侧电解池发生的总反应为2ZnO通电2Zn＋O2↑ C．放电时，每消耗1 mol MnO2，理论上有4 mol H＋由双极膜向碳锰电极迁移 D．理论上，该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH B 知识点3 多池串联装置中的计算问题 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算 1.根据总反应式计算 2.根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 用于混合溶液中电解的分阶段计算。 考点突破·考法探究 知识固本 12 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。 (2)变化：A______(填“增大”“减小”或“不变”，下同 ______，C______。 (3)通电时，B中共收集标准状况下)气体，溶液体积为，则通电 前溶液的物质的量浓度为______________(设电解前后溶液体积无变化)。 (4)常温下，若A中KCl足量且溶液的体积也是，电解后，溶液的为____ (设电解前后溶液体积无变化)。 【例4】 (2024·广东卷，16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) C e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O A．阳极反应：2Cl--2e-= Cl2↑ B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C．理论上每消耗1molFe2O3，阳极室溶液减少213 g D．理论上每消耗1molFe2O3，阴极室物质最多增加138 g 考点突破·考法探究 考向洞察 14 1、(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是( ) B A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br-+3H2O   BrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ∶n(Br-)=3∶2 真题练习.命题洞见 15 C 2．(2022•重庆卷，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。 下列说法错误的是(    ) A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO42-/WO52-数量不变 C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水 真题练习.命题洞见 16 $$