大单元四 选择题突破(四) 电化学中的多室、多池装置-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习课时作业巩固提升课件（双选版）

2 3 4 5 6 7 8 1 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1.(2025·广东汕头模拟)间接电解法可对大气污染物NO进行无害化处理,其工作原理如图所示(质子膜只允许H+通过)。下列有关说法错误的是(　　) A.电极b接电源正极,电解过程中附近溶液的pH增大 B.电极a的电极反应为2HS+2e-+2H+===S2+2H2O C.电解过程中右侧Na2SO4溶液的浓度增大 D.电解过程中有4 mol H+通过质子膜时,可处理60 g NO A 9 1 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:A.由装置可知电极b上水放电生成氧气,电极反应为2H2O-4e-=== O2↑+4H+,生成的氢离子通过质子膜向电极a移动,电极b附近溶液的pH不变,故A错误;B.电极a上发生HS转化为S2的反应,电极反应为2HS+2e-+2H+===S2+2H2O,故B正确;C.由上述分析可知电极b上水放电生成氧气,反应生成的氢离子通过质子膜进入左侧,电解过程中损失水,则右侧Na2SO4溶液的浓度增大,故C正确;D.由电极反应可知电解过程中有4 mol H+通过质子膜时,电路中转移4 mol电子,则生成2 mol S2, S2与NO反应生成氮气和HS,反应方程式为2S2+2NO+2H2O ===4HS+N2,2 mol S2可处理2 mol NO,质量为60 g,故D正确。 9 2 2 3 4 5 6 7 8 1 2.(2025·北京房山模拟)科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是(　　) A.电极a是负极 B.离子交换膜a为阴离子交换膜 C.电极b的反应式:O2+4e-+4H+===2H2O D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 B 9 3 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:由图可知,电极a产生氧气,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故电极a为负极,电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O;电极b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O。A.由上述分析可知,电极a为负极,A正确;B.K+由负极移向正极,由图可知离子交换膜a为阳离子交换膜,B错误;C.由上述分析可知,电极b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,C正确;D.由电极反应式可知,在酸性条件下O2得电子作氧化剂,碱性条件下O2作氧化产物,则酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性,D正确。 9 4 2 3 4 5 6 7 8 1 3.(2025·山东济南模拟)镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)性质相似,可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移,Co2+与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是(　　) A.电流方向:n→N→M→m B.石墨M电极的电极反应为Co2++2e-===Co C.水解离出的OH-可以抑制Ⅱ室中的转化反应 D.导线中通过1 mol电子时,Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为65 g D 9 5 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:该装置为电解池,氢离子向右移动,则石墨N为阴极,n为负极,石墨M为阳极,m为正极,以此解题。A.根据双极膜中H2O解离生成的H+、OH-的迁移方向,可以判断石墨M是阳极、石墨N是阴极,电流方向:m→M→N →n,A错误;B.由分析可知,石墨M为阳极,电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,B错误;C.Ⅱ室中发生转化:Ni2++2CH3COCH2COCH3⥫⥬Ni(CH3COCHCOCH3)2 +2H+,水解离出的OH-与H+反应,促进Ni2+的转化,C错误;D.由原理可知,导线中通过1 mol电子,Ⅰ室移入Ⅱ室Ni2+和Co2+总物质的量为0.5 mol,同时有0.5 mol氯气生成,镍、钴的相对原子质量都近似为59,Ⅰ室质量约减少65 g,Ⅲ室中阴极反应消耗的H+由水解离出的H+等量补充,溶液质量不变,故两室溶液质量变化之差约为65 g,D正确。 9 2 3 4 5 6 7 8 1 4.(2025·四川名优校联盟模拟)光伏电池具有体积小、寿命长、无污染等优点,如图为光伏并网发电装置,以此光伏电池为直流电源,采用电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH,M=91 g/mol]。原料为四甲基氯化铵[(CH3)4NCl],其工作原理如图所示(a、b均为惰性电极)。下列叙述错误的是(　　) A.c、e膜均为阳离子交换膜, d膜为阴离子交换膜 B.若两极共产生3.36 L气体,则可制备18.2 g (CH3)4NOH C.a极电极反应:2(CH3)4N++2H2O+2e-===2(CH3)4NOH+H2↑ D.若将光伏并网发电装置改为铅蓄电池,电极b应与PbO2电极相连 B 9 7 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:根据电解池中NaCl溶液的浓度变化得出,Na+通过e膜向左侧移动,Cl-通过d膜向右侧移动,(CH3)4N+通过c膜向左侧移动,由电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则a为阴极,b为阳极,a与N型半导体相连,b与P型半导体相连,所以N型半导体为负极,P型半导体为正极,由此解题。A.由题中图示信息和分析可知,Na+通过e膜,Cl-通过d膜,(CH3)4N+通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d膜为阴离子交换膜,A正确;B.没有指明气体的温度和压强,无法计算,B错误;C.由分析可知,a为阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应为2(CH3)4N++2H2O+2e-===2(CH3)4NOH+H2↑,C正确;D.由分析可知,b为阳极,则应该和外接电源的正极相连,即电极b应与PbO2电极相连,D正确。 9 2 3 4 5 6 7 8 1 5.(2025·北京部分中学模拟)我国科学家设计了一种高效电解水制氢的系统,实现了在催化剂作用下析氢和析氧反应的分离。该系统的工作原理如图所示,其中电极均为惰性电极,电解液中含NaOH。 注:电解质溶液体积和温度变化忽略不计。 9 9 2 3 4 5 6 7 8 1 下列关于该装置工作时的说法不正确的是(　　) A.生成O2的反应为4OH-+4[Fe(CN)6]3-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O B.阴极的电极反应为DHPS+2e-+2H2O===DHPS-2H+2OH- C.电池工作一段时间,B极室电解质溶液pH变大 D.理论上该装置工作过程中,每产生1 mol氧气就可以产生2 mol氢气 C 9 10 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:由图可知A极室发生的反应为[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-,Fe元素化合价升高,发生氧化反应,所以A极室中电极是阳极,连接电源的正极,B极室是阴极室,连接电源的负极,B极室电极反应为DHPS+2e-+2H2O=== DHPS-2H+2OH-,电解池中阴离子向阳极移动,所以氢氧根离子通过阴离子交换膜由B极室向A极室移动,据此分析解答。A.由图可知,催化析氧室中[Fe(CN)6]3-和OH-反应生成O2和[Fe(CN)6]4-,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为4OH-+4[Fe(CN)6]3-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+ 2H2O,A正确;B.由分析可知,B极室是阴极室,DHPS得到电子生成DHPS- 9 2 3 4 5 6 7 8 1 2H,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为DHPS+2e-+2H2O ===DHPS-2H+2OH-,B正确;C.由分析可知,B极室电极反应为DHPS+2e-+2H2O===DHPS-2H+2OH-,B极室生成OH-,生成的OH-经过阴离子交换膜进入阳极室,B极室OH-的物质的量不变,忽略溶液体积变化,c(OH-)不变,电解质溶液的pH不变,C错误;D.每生成1 mol O2转移4 mol电子,每生成1 mol H2转移2 mol 电子,理论上该装置工作过程中,每产生1 mol氧气可以产生2 mol氢气,D正确。 9 2 3 4 5 6 7 8 1 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 6.(2025·山东菏泽检测)以二氧化碳为原料,用电解法在Cu2P2O7基催化剂上可制得乙烯,阴极的电极反应2CO2+12HC+12e-===C2H4+4H2O+12C。双极膜是由一张阳膜和一张阴膜制成的复合膜,在直流电场的作用下,复合膜间的H2O解离成H+和OH-,H+和OH-可分别通过阳膜和阴膜。下列说法正确的是(　　) 9 13 2 3 4 5 6 7 8 1 A.a膜为阳膜,b膜为阴膜 B.左侧电极上发生的反应是还原反应 C.电池的总反应为2CO2+12HC+12OH-C2H4+3O2+10H2O+12C D.若标准状况下,消耗22.4 L CO2,理论上M处释放物质的质量为32 g 答案:C 9 14 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:由图可知,左边是阳极,电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,发生氧化反应,右边是阴极,电极反应为2CO2+12HC+12e-===C2H4+ 4H2O+12C,发生还原反应,以此解题。A.OH-向左侧阳极移动,H+向右侧阴极移动,则a膜为阴膜,b膜为阳膜,A错误;B.左侧电极是阳极,阳极上发生的反应是氧化反应,B错误;C.书写总方程式要得失电子守恒,则将阳极的电极反应乘3,然后跟题目给出的阴极的电极反应相加,得到电池的总反应为2CO2+12HC+12OH-C2H4+3O2+10H2O+12C,C正确;D.反应中碳由二氧化碳中的+4价降低为乙烯中的-2价,则根据电池的总反应可知,标准状况下,消耗22.4 L(即1 mol)CO2,则转移6 mol e-,理论上M处释放1.5 mol O2,质量为48 g,D错误。 9 15 2 3 4 5 6 7 8 1 7.(2025·山东枣庄模拟)我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”,有望减少废旧电池产生的污染,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.K+向电极b移动 B.电极b的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH- C.理论上,当电极a释放22.4 L O2(标准状况下)时,KOH溶液质量减少32 g D.“全氧电池”工作时总反应为H++OH-===H2O AD 9 16 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:根据两电极物质元素化合价变化可判断电极a为负极,电极b为正极。阳离子流向正极,即K+向电极b移动,A正确;电极b上为O2得电子,溶液是酸性环境,电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,B错误;电极a的电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,理论上,当电极a释放22.4 L O2(标准状况下)即1 mol O2时,同时有4 mol K+移向右侧的K2SO4溶液中,所以KOH溶液减少的质量为1 mol×32 g·mol-1+4 mol×39 g·mol-1=188 g,C错误;根据正、负极反应,“全氧电池”工作时总反应为H++OH-===H2O,D正确。 9 2 3 4 5 6 7 8 1 8.(2025·河南部分学校联考)钠离子电池有耐高温、安全的特点,现有从废水中回收钠的装置如图,中间室中电极材料具有选择性吸附、可将Na+转化为NaMO2,而脱出Na+转化为Na1-xMO2(M为某过渡金属)的功能,废水中钠以NaOH形式回收。下列有关说法错误的是(　　) 9 18 2 3 4 5 6 7 8 1 A.第一步吸附钠时,应接通“电源1” B.第二步脱出钠时,中间室电极反应为NaMO2-xe-===Na1-xMO2+xNa+ C.为完成钠离子的吸附/脱出,交换膜“a”“b”应选用阴离子交换膜 D.产品室每生成8 g NaOH,理论上标准状况下惰性电极1上生成O2的体积为1.12 L 答案:C 9 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:A.吸附钠时,中间室电极要将Na+转化为NaMO2,需要得到电子发生还原反应,该电极作阴极,应接通“电源1”,A正确;B.脱出钠时,NaMO2转化为Na1-xMO2,M元素化合价升高,发生氧化反应,电极反应为NaMO2-xe-===Na1-xMO2+xNa+,B正确;C.无论是吸附还是脱出钠离子的过程,都是Na+在中间室与其他室之间移动,所以交换膜“a”“b”应选用阳离子交换膜,让Na+通过,而不是阴离子交换膜,C错误;D.产品室生成NaOH是因为H2O电离出的H+放电,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,生成8 g(即0.2 mol) NaOH,转移0.2 mol电子,惰性电极1上发生反应2H2O-4e-===O2↑+4H+,根据电子守恒,生成O2的物质的量为0.05 mol,标准状况下的体积为0.05 mol ×22.4 L/mol=1.12 L,D正确。 9 2 3 4 5 6 7 8 1 9.(2025·山东聊城模拟)在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并分别向两极迁移。如图所示装置,可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存,减少碳排放,同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是(　　) A.CaCO3在中间室形成 B.两个双极膜中间层的H+均向右移动 C.向碱室中加入NaHCO3固体,有利于CO2的矿化封存 D.b极为阳极,电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+ 9 AD 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:由图可知,C通过中间室的左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙,CaCO3 在中间室形成,故A正确;由图可知,右侧双极膜中间层的氢离子左移进入酸室生成盐酸,左侧双极膜中间层的氢离子左移,在电极a上发生还原反应生成H2,故B错误;碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子,碳酸根离子通过中间室的左侧阴离子交换膜进入中间室内,与Ca2+结合形成碳酸钙,向碱室中加入NaHCO3固体会消耗氢氧根离子,不利于CO2的矿化封存,故C错误;b极为阳极,电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,右侧双极膜中间层的氢氧根离子进入右侧电极区,中和反应产生的氢离子,故D正确。 9 $