专题4 小题突破3 复杂的新型电化学装置-【备考最优解】2025版高考化学二轮专题复习教用课件

小题突破3 复杂的新型电化学装置 1 1 2 3 真题领航 明方向 核心再悟 破重难 精准演练 提能力 2 PART 01 第一部分 真题领航 明方向 3 1.（2024·山东卷）以不同材料修饰的为电极，一定浓度的 溶液为 电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和 ，装 置如下图所示。下列说法错误的是( ) B A.电极 连接电源负极 B.加入的目的是补充 C.电解总反应式为 D.催化阶段反应产物的物质的量之比 二 轮 专 题 复 习 返回目录 4 解析：选B。电极上发生失电子的氧化反应转化成，电极 为阳极，电极反应式为；电极 为阴极， 电极反应式为 ,电解总反应式为 ,A、C正确；催化循环阶段 被还原成 循环使用的同时还生成，实现高效制和，故为 ，电解过程 中消耗和，而催化阶段被还原成循环使用，故加入 的 目的是补充，维持溶液为一定浓度，B错误；催化阶段， 元素 的化合价由价降低至价，生成得到电子， 元素的 化合价由价升高至0价，生成失去 电子，根据得失电子 守恒，反应产物的物质的量之比 ，D正确。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 5 2.（2024·辽宁卷）“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿 氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效 制 的方法，装置如下图所示。部分反应机理为 。 。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 6 A.相同电量下 理论产量是传统电解水的1.5倍 B.阴极反应： C.电解时通过阴离子交换膜向 极方向移动 D.阳极反应： A 下列说法错误的是( ) 二 轮 专 题 复 习 返回目录 7 解析：选A。该装置为电解池，由反应机理可知，电极上 转化 为,发生失电子的氧化反应，电极 为阳极，电极反应为 ,电极 为阴极，电极 反应为 。传统电解水过程中每转移 电 子可制得，耦合高效制过程中每转移 电子，阴、 阳极均可产生，故相同电量下 理论产量是传统电解水的2倍， A错误；由上述分析可知，阴极的电极反应为 ，B正确；综合题图中的离子交换膜为阴离 子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知，通过交换膜向 极方向移 动，C正确；由上述分析可知，阳极的电极反应为 ，D正确。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 8 3.（2024·湖北卷）我国科学家设计了 一种双位点电催化剂，用 和 电化学催化合成甘氨酸，原理 如右图所示，双极膜中解离的 和 在电场作用下向两极迁移。已知在 溶液中，甲醛转化为 ，存 在平衡。 电极上发生的电子转移反 应为 。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 9 下列说法错误的是( ) A.电解一段时间后阳极区 减小 B.理论上生成,双极膜中有 解离 C.阳极总反应式为 D.阴极区存在反应 B 二 轮 专 题 复 习 返回目录 10 解析：选B。左侧电极的 表面 转化为 ，发生 脱氧的还原反应， 表面 转化为 ，发生脱氧、加 氢的还原反应，因此电极为阴极；根据题干信息，右侧 电极上发 生失电子的氧化反应，因此 电极为阳极。根据题干信息可知，阳极区先 后发生反应 、 、 二 轮 专 题 复 习 返回目录 11 ， 可转化为 ，故阳极总反应式为 ，C正确；根据阳极总 反应可知，每消耗，电路中通过 电子，根据电荷守恒， 双极膜中有向阳极迁移，即阳极区 减小，A正确；由题 给信息知，阴极反应物为、，产物为 ，电 极反应式为 ， 每生成，电路中通过 电子，双极膜中需有 解离出向阴极迁移，B错误；双极膜中 解离出的 向阴极移动，因此在阴极电极上转化为 的反应为 ，D正确。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 PART 02 第二部分 核心再悟 破重难 13 1.离子交换膜 二 轮 专 题 复 习 返回目录 14 2.电化学串联装置 （1）两类串联装置 ______________________________________________ 有外接电源，两烧杯均为电解池，且串联电解，导线 上转移的电子、通过的电流相等 ______________________________________________ 无外接电源，二者必有一个装置是原电池（相当于发 电装置），为电解装置提供电能，其中两个电极活动 性差异大者为原电池装置，即左侧为原电池装置，右 侧为电解装置 二 轮 专 题 复 习 返回目录 15 （2）串联装置的解题流程 二 轮 专 题 复 习 返回目录 16 PART 03 第三部分 精准演练 提能力 17 1.（2024·安徽三模）我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池， 工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的解离为和 ，并 在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是( ) D A.催化电极的电势比锌电极的电势高 B.负极的电极反应式为 C.双极膜中间层中的 在电场作用 下移向催化电极 D.催化电极表面产生 时， 锌电极质量会减少 二 轮 专 题 复 习 返回目录 18 解析：选D。根据题图可知，锌电极为负极，发生氧化反应，电极反应 式为 ;催化电极为正极，发生还原反应， 电极反应式为 。锌电极为负极，催化 电极为正极,催化电极的电势比锌电极的电势高，A正确；由分析可知，负 极的电极反应式为 ，B正确；原电池中， 阳离子向正极移动，故双极膜中间层中的 在电场作用下移向催化电极， C正确；由正极和负极反应式可知,产生转移 电子， 锌电极质量减少 ，D错误。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 19 2.（2024·河池一模）利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时 电解含有苯酚、乙腈 的水溶液合成扑热息痛 （ ），装置如下图所示，其中、 的电极材料均为石墨。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 20 下列说法正确的是( ) A.溶液中的 由甲室向乙室迁移 B.工作一段时间后，甲室溶液 减小 C.乙室每产生， 电极理论上可产生（标准状况下） D.丙室中反应的总方程式为 D 二 轮 专 题 复 习 返回目录 21 解析：选D。由题图可知，左侧装置为燃料电池，右侧装置为电解池； 燃料电池甲室中通入空气，故 电极为正极，发生得电子的还原反应，乙 室中铵根离子发生失电子的氧化反应生成氮气，故 电极为负极；与燃料 电池正极相连的电极为电解池阳极，与燃料电池负极相连的 电极为电解 池阴极。原电池中阳离子由负极移向正极，即溶液中的 由乙室向甲室 迁移，A错误； 电极为燃料电池正极，电极反应式为 ，溶液增大，B错误；乙室每产生 ， 转移电子，根据得失电子守恒，电极上可生成 ，在标准状 况下的体积为 ，C错误；丙室中反应的总方程式 二 轮 专 题 复 习 返回目录 22 为 ，D正确。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 3.（2024·辽宁二模）电解硫酸钠溶液制取某正极材料的前驱体 ，工作原理如下图所示。下列说法正确的是( ) B A. 是直流电源的负极，石墨电极发生还 原反应 B.当产生 时， 纯钛电极上产生标准状况下 气体 C.交换膜A是阳离子交换膜，交换膜B是 阴离子交换膜 D.通电一段时间，Ⅰ室的 不变 二 轮 专 题 复 习 返回目录 24 解析：选B。由题图可知，前驱体在Ⅲ室产生，金属阳离子会通过交换 膜B进入Ⅲ室，与该极产生的 反应生成前驱体，纯钛电极的电极反应 为，作为电解池的阴极，接直流电源负极 ， 故 为直流电源的正极，石墨电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为 ，Ⅱ室中的阴离子会通过交换膜A移向阳极， 故交换膜A为阴离子交换膜。由分析可知， 是直流电源的正极，石墨电极 为阳极，发生氧化反应，A错误；产生 ，需要 ，纯钛电极的电极反应为 ，产 二 轮 专 题 复 习 返回目录 25 生的同时产生 氢气，在标准状况下的体积为 ，B正确；由分析可知，交换膜A是阴离 子交换膜，交换膜B是阳离子交换膜，C错误；由分析可知，石墨电极为 阳极，电极反应式为 ，因此通电一段时间，Ⅰ 室的 减小，D错误。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 4.（2024·邵阳三模）退役锂离子电池正极材料中有价金属的回收利用， 是解决新能源汽车产业环境污染和资源短缺的有效方法，也是该产业可持 续发展的关键。回收过程中产生的沉锂后的母液中的溶质主要是 ， 可根据电化学原理采用双极膜与离子交换膜、 组合技术处理沉锂 后的母液，实现废水的净化和资源回收（如下图所示）。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 27 下列说法错误的是( ) A.双极膜可有效阻隔和 的通过，膜C为阳离子交换膜 B.阳极的电极反应为 ，阴极的电极反应 为 C.阳极与直流电源的正极相连，阳极的电势比阴极的电势高 D.当阳极上放出 （标准状况）气体时，该装置有 和 生成 D 二 轮 专 题 复 习 返回目录 28 解析：选D。右侧电极为电解池的阴极，电极反应为 ；左侧电极为阳极，电极反应为 ；硫酸钠溶液中 经过C离子交换膜移动， 与双极膜中转移过来的结合生成， 经过A离子交换膜移 动，与双极膜中转移过来的 结合生成硫酸，所以膜A为阴离子交换 膜,膜C为阳离子交换膜。由分析可知，双极膜可有效阻隔和 的通过，膜C为阳离子交换膜，故A正确；由分析可知，阳极的电极反应 为 ，阴极的电极反应为 二 轮 专 题 复 习 返回目录 29 ，故B正确；阳极与直流电源的正极相连， 阳极的电势比阴极的电势高，故C正确；当阳极上放出 （标准状况） 气体时，外电路中转移 电子，该装置中有2个阴离子交换膜和2个阳 离子交换膜，每个阴离子交换膜有 通过，每个阳离子交换膜有 通过，即该装置有和 生成，故D错误。 二 轮 专 题 复 习 返回目录 $