2026届高三化学二轮复习 选择题专攻 隔膜多室电池 专项训练
2026-03-20
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内容正文:
2026届山东高考二轮复习 多池、多室的电化学装置
1、 多池串联的两大模型及原理分析
1.原电池与电解池的串联
1.(2024·吉林统考模拟)新能源是当今的热门话题,储氢材料是新能源领域研究的中心之一,利用如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是( )
A.左侧装置工作时,盐桥内的K+向锌电极一端移动
B.电极C和电极D上发生的反应类型相同
C.气体X的主要成分是H2
D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应
答案 D
解析 铜锌原电池工作时,锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,盐桥中氯离子向锌电极一端移动,A错误;电极C发生还原反应,电极D发生氧化反应,反应类型不同,B错误;电极D为阳极,发生氧化反应,溶液中氢氧根离子放电,生成氧气,C错误;电解池工作时,阳离子从阳极室移向阴极室,H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应,D正确。
2.(2025·贵州省铜仁市高三下学期3月模拟考试)电有机合成可以缩短传统有机合成线路,以丙烯腈为原料通过如下装置合成己二腈。下列说法正确的是
A.①室有无色气体产生
B.c电极上发生还原反应
C.d电极发生的反应为
D.每当b电极消耗22.4L气体,会有由③室向④室迁移
【答案】C
【解析】由图示装置可知,左侧为CH3OCH3燃料电池,a电极为负极,电极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O,故①室没有无色气体产生,A错误;b电极为正极,c与电源正极相连是阳极,则c电极上发生氧化反应,B错误;d与电源负极相连,d电极为阴极,电极反应式为,C正确;c电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,气体不一定是标准状况,不能计算气体的物质的量,D错误。故选C。
3.(2025·广西南宁市高三下学期第二次适应性考试)一种清洁、低成本的双联装置工作原理如图所示,浓缩海水形成的离子浓度差会驱动离子从高浓度区域向低浓度区域迁移,进而产生离子电流。下列说法错误的是
A.装置I中Li+移向X电极
B.装置II中电极W为阳极
C.装置II中电极反应为
D.装置II中电极W产生标准状况下22.4L气体时,装置I中可制得42.5gLiCl
【答案】D
【解析】装置I为原电池,由离子从高浓度区域向低浓度区域迁移可知,装置I中,Li+移向X电极,则X为正极,A正确;装置II为电解池,电极W接原电池正极X,则电极W为阳极,B正确;为阴极,Z电极反应为,C正确;装置II中的为阳极,W电极反应为,1mol转移电子的物质的量为,由得失电子守恒知,装置I中电极生成,可制得,D错误。故选D。
4.(2024·山东名校考试联盟模拟)以Zn⁃Ni(OH)2原电池为电源电解处理工业废气中的CO2和SO2,工作原理如图。
已知:①放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2;
②NaHCO3吸收废气后的混合液pH约为8。
下列说法错误的是( )
A.a电极的反应式为(x+y)Zn-2(x+y)e-+xC+2yOH-===xZnCO3·yZn(OH)2
B.当转移2 mol e-,有1 mol Zn2+向Ni(OH)2电极迁移
C.NaHCO3溶液的作用是吸收废气中的SO2
D.乙装置中电解总反应为S+2CO2+H2OS+H2C2O4
答案 B
解析 锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,a为负极,则b为正极,c为阳极,d为阴极;放电时,锌极为负极,在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成xZnCO3·yZn(OH)2,则反应为(x+y)Zn-2(x+y)e-+xC+2yOH-===xZnCO3·yZn(OH)2,A正确;放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2,故不会有锌离子向正极Ni(OH)2电极迁移,B错误。
5.NO⁃空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化,某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程,装置如图。下列说法错误的是( )
A.b膜为阴离子交换膜
B.乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310N+5S
C.当浓缩室得到4 L浓度为0.6 mol·L-1的盐酸时,M室溶液的质量变化为18 g(溶液体积变化忽略不计)
D.若甲池有5.6 L O2参加反应,则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68 L
答案 D
解析 NO⁃空气质子交换膜燃料电池中通入空气的一极为原电池的正极,通入NO的一极为负极。乙和丙池均为电解池。M室反应2H2O-4e-===O2↑+4H+产生的H+通过a膜和N室的Cl-通过b膜在浓缩室形成HCl,所以b膜为阴离子交换膜,A项正确;乙池中SO2被氧化为,NO被还原为N,总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310N+5S,B项正确;浓缩室得到4 L浓度为0.6 mol·L-1的盐酸即增加H+物质的量为4 L×(0.6-0.1) mol·L-1=2 mol,所以M室发生反应:2H2O-4e-===O2↑+4H+,转移2 mol H+时减少水的物质的量为1 mol,质量为1 mol×18 g·mol-1=18 g,C项正确;没有给出气体所处的压强与温度,无法计算,D项错误。
2.电解池的串联
6.(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++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
答案 C
解析 电池工作时,左边装置中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体:CH3COO--8e-+2H2O===2CO2↑+7H+,Co2+在另一个电极上得到电子,被还原产生Co单质,CH3COO-失去电子后,H+、金属阳离子通过阳膜移向甲室,甲室溶液pH减小,A正确;对于乙室,正极上LiCoO2得到电子,被还原为Co2+,同时得到Li+,电极反应式为LiCoO2+e-+4H+===Li++Co2++2H2O,C错误;依据电子守恒,乙室消耗的H+比负极CH3COO-反应产生的H+多,因而需补充盐酸,B正确;根据转移电子守恒,可知没有进行溶液转移时,乙室Co2+增加的质量是甲室Co2+减少质量的2倍,而实际二者倍数为=1.5<2,故此时已进行过溶液转移,D正确。
7.(2025·江苏省新高考基地学校高三下学期第二次大联考)一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法不正确的是
A.互换前电极2上发生的反应为
B.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同
C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变
D.理论上,电路中通过时,右侧电解液质量增加
【答案】D
【解析】为从海水中提取锂,电极1的电极反应式为,则电极1为阴极,电极2为阳极,电极3为阴极,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应,电极反应式为 ,实现了锂的提取。
A.互换前,电极2为阳极,Ag在阳极失电子结合海水中的生成,电极反应式为,A正确;互换前电极1为阴极,发生反应;互换后电极4连接电源负极变为阴极,发生反应也是,二者反应相同,B正确;电极1电极反应为,电极4电极反应为,理论上,电极1增加的Li+的质量等于电极4溶解减少的锂的质量,电极1与电极4的质量之和不变, C正确;电极3上电极反应式为,电极4上电极反应式为,所以理论上,电路通过1mol时右侧电解液增加的质量相当于1mol的质量,质量为,D错误。故选D。
二、隔膜多室电池
1.隔膜两室电池
8.(2025·河南省豫西名校高三下学期模拟考试(一))新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电极a发生氧化反应
B.放电时,电极b反应为:
C.充电时,II室溶液的浓度不变
D.充电时,电极a质量增加24g,电极b质量理论上减少7g
【答案】D
【解析】放电时为原电池,电极a是负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,发生氧化反应,A正确;电极b是正极,电极反应式为,B正确;充电时为电解池,原电池正极与外加电源的正极相连、b电极作阳极,负极与电源负极相连、a电极作阴极,II室生成的和向I室迁移的数目相同,溶液的浓度不变,C正确;
充电时,电极a质量增加24g,生成1mol Mg转移2mol ,电极b理论上减少2mol ,质量减少14g,D错误。故选D。
9. (2024福建卷,9)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生,充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是
A. 交换膜阴离子交换膜
B. 电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C. 理论上每生成1molCl2,需消耗2molLi
D. 放电时总反应:
【答案】D
【解析】由图可知,放电过程中N2得电子发生还原反应生成Li3N,Li3N又转化为和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极;放电过程中负极Li锂失去电子形成Li+,Li+通过阳离子交换膜进入左侧生成,A错误;锂为活泼金属,能和水反应,故电解质溶液不能为水溶液,B错误;充电过程中,阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极电极反应式为2Li++2e-=2Li,则每生成1molCl2,同时生成2mol Li,C错误;放电过程中,正极N2得电子发生还原反应生成Li3N,Li3N又转化为和LiCl,负极锂失去电子发生氧化反应生成Li+,总反应为,D正确。故选D。
10.(2025·山东省名校大联考高三下学期4月联合检测)二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,其装置示意图如图所示:
下列说法错误的是
A.电池工作时,质子由a极移向b极
B.b为电池正极
C.a极反应式为
D.理论上每吸收,b电极消耗的的体积为(标准状况)
【答案】C
【解析】由图示燃料电池可知,电极a为燃料电池的负极,电极b为正极,则电池工作时,质子由a极移向b极,A正确;电极a为燃料电池的负极,电极b为正极,B正确;电极a为燃料电池的负极,水分子作用下SO2在负极失去电子发生氧化反应生成和H+,电极反应式为,C错误;由得失电子数目守恒可知,理论上每吸收1molSO2,标准状况下b电极消耗O2的体积为1mol××22.4L/mol=11.2L,D正确。故选C。
11.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.离子交换膜X为质子交换膜,质子从石墨电极移向Pt电极
B.C2H5OH在Pt电极发生还原反应
C.正极区反应为4+12e-+16H+=4NO+8H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3
D.若Pt电极生成2.24LCO2,电路中转移电子数为0.6NA
【答案】C
【解析】由图示原电池可知,Pt电极为负极,C2H5OH发生氧化反应,B错误;石墨电极为正极,发生还原反应,电极反应为,,C正确;负极区生成的H+通过离子交换膜X迁移到正极区参与反应,所以离子交换膜X为质子交换膜,质子从Pt电极移向石墨电极,A错误;没有告知在标准状态下,无法通过气体体积来计算转移的电子数,D错误。故选C。
题点2 隔膜多室电池
12.(2025·湖南省永州市高三上学期第一次模拟考试)在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术,可用于海水的淡化,其原理示意图如下。下列说法正确的是
A.X为阳离子交换膜
B.一段时间后,b极附近降低
C.a极反应式为
D.当电路通过电子时,正极区质量增加
【答案】D
【解析】图示装置为原电池装置,a极上CH3COO-转化为CO2和H+,碳元素被氧化,a极为负极,b极为正极。为了实现海水淡化,模拟海水中的Cl-需移向负极a电极,则X膜为阴离子交换膜,Na+需要移向正极b电极,则Y膜为阳离子交换膜,A错误;b极为正极,b电极上发生反应为,b极附近升高,B错误;a极电解质呈弱酸性,电极方程式为:,C错误;当电路通过电子时,正极消耗0.05mol氧气,增加质量1.6g,同时流入0.2molNa+,增加质量4.6g,正极区质量共增加1.6+4.6=,D正确。故选D。
13.(2025·四川省泸县第五中学高三上学期第二次诊断性模拟考试)我国某科研机构设计如图装置,利用K2Cr2O7实现含苯酚废水的有效处理,一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法正确的是( )
A.M为该电池的正极
B.该装置在高温下处理含苯酚废水效果更佳
C.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
D.N电极反应式为:Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
【答案】C
【解析】由图示原电池可知,放电过程中C6H5OH转化为CO2被氧化,M电极为负极,Cr2O转化为Cr(OH)3被还原,N电极为正极,A错误;高温条件下微生物失活,电池的效率降低,B错误;放电过程中,M电极为负极,电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,N电极为正极,电极反应式为Cr2O+6e-+7H2O=2 Cr(OH)3↓+8OH-,为使NaCl溶液浓度降低,负极生成的H+迁移到中间室,中间室中NaCl溶液的浓度减小,a为阳离交换膜;OH-迁移到中间室,b为阴离子交换膜;迁移到中间室的H+和OH-反应生成水,C正确;N电极为正极,Cr2O得电子被还原为Cr(OH)3,电极反应式为Cr2O+6e-+7H2O=2 Cr(OH)3↓+8OH-,D错误。故选C。
14.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)高三下学期第二次联合模拟)工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的是
A.b极区得到的产物只有氧气
B.图中a极要连接电源的正极
C.阳极发生的电极反应为−2e-+2OH-=+H2O
D.标况下,若阴极产生1.12L气体,则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA
【答案】D
【解析】由图示电解装置可知,Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,
左侧得到NaOH溶液,右侧得到硫酸溶液,阳离子Na+通过阳离子交换膜移向阴极,通过阴离子交换膜移向阳极,同时在阳极上发生氧化反应得到,则a为阴极,b为阳极。
b极区得到的产物有氧气和硫酸,A错误;a为阴极,连接电源的负极,B错误;阳极为酸性环境,电极反应式为−2e-+H2O =+2H+,C错误;阴极上产生气体为H2,标况下,产生1.12L气体即0.05mol,电子转移的物质的量为0.05×2mol=0.1mol,则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA,D正确。故选D。
三、双极膜电池
1. 双极膜原电池
15.(2025·山东省菏泽市高三二模)我国科学家发现,利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质,已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和。下列说法正确的是
A.电池工作时,电流方向为电极M→电流计→N→膜b→膜a→电极M
B.N极电极反应式为:
C.若消耗,理论上有透过膜b
D.工作一段时间后,装置中需要补充和NaOH
【答案】B
【解析】图示装置为原电池,M极,失去电子生成,M极为负极,则N极为正极,双极膜中间层中的水解离为,H+通过膜移向正极,膜为阳离子交换膜;OH-通过膜移向负极M,膜为阴离子交换膜,电流方向为N→电流计→M→膜a→膜b→电极N,A错误;N极为正极,邻苯二醌类物质得氢原子转化为邻苯二酚类物质,发生还原反应,电极反应式为,B正确;M极为负极,电极反应式为,消耗失去,则有通过膜移向负极M,结合电荷守恒,同时有H+通过膜移向正极,C错误;由M极的电极反应式可知,每消耗14molOH-会转移12mol电子,同时有12molOH-通过膜a移向M极,故M极区中NaOH的物质的量会减少;由N极的电极反应式可知,每消耗4molH+会转移4mol电子,同时有4molH+通过膜b移向N极,故N极区中H2SO4的物质的量不变;因此装置中需要定期补充NaOH,不需要补充硫酸,D错误。故选B。
16.(2025·湖南省邵阳市高三下学期第二次联考)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是
A.(Ⅰ)是电池的负极
B.b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜
C.电渗析过程中、室中和的浓度均增大
D.电池从开始到停止放电,理论上可制备
【答案】D
【解析】图1为浓差电池,右侧c(SO)比左侧c(SO)大,SO向左侧移动,故Cu(Ⅰ)为原电池负极,Cu(Ⅱ)为正极,A正确;图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2),中原料室中的H2P移向产品室,则c膜为阴离子交换膜,M室中的H+通过b膜进入产品室得到H3PO2,则b膜为阳离子交换膜,原料室中的Na+通过d膜进入N室,B正确;X电极为电解池的阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Y为电解池的阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+OH-,电渗析过程中,M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大,C正确;电池从开始到停止放电时,则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等,正极析出0.02mol Cu,电路中转移0.04mol电子,由电路中电子转移数目相等可知,电渗析装置生成0.04mol H3PO2,D错误。故选D。
17.(2025·山西省高三下学期三模(押题卷))工业上用单池双膜三液装置(如下图),依据电解原理电解制备和,下列说法正确的是
A.导线X接外电源的负极
B.N电极的电极反应方程式为
C.每当产生标准状况下气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
【答案】D
【解析】由图示电解池可知,Ⅰ进入的稀硝酸,出来的是浓硝酸,左侧可制得硝酸,则电极M为阳极,接外电源的正极,A错误;电极N为阴极,电极反应式为,B错误;电极M为阳极,电极反应式为,A为,每当产生标准状况下,根据电子守恒,Ⅲ室电极上生成,溶液质量减少,通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,溶液质量增加,故Ⅲ室溶液的质量理论上共增加,C错误;Ⅱ室中的要进入Ⅰ室,故离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。要进入Ⅲ室,离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜,D正确。故选D。
2 双极膜电解池
18.(2025·宁夏石嘴山市第一中学高三下学期一模)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和,相应的产物为和。下列说法错误的是
A.M电极的电势低于N电极
B.N电极的反应式为
C.电池工作一段时间后,NaOH溶液的pH变小
D.若电路中通过2mol,则稀硫酸溶液质量增加87g
【答案】D
【解析】由题干信息可知,Zn生成,MnO2生成Mn2+,则M极为Zn电极,M为负极,N电极材料为MnO2,N为正极,M极的电势低于N极, A正确;
B.N电极为MnO2,MnO2在正极得到电子生成Mn2+,电极方程式为:MnO2+4H++2e-=Mn2++
2H2O,B正确;负极反应式为Zn+4OH--2e-=,每转移2mole-,有2molOH-由中间层移向NaOH溶液,而消耗4molOH-,NaOH溶液的pH变小, C正确;若电路中通过2 mole-,双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液,同时溶解1molMnO2,稀硫酸溶液质量增加2mol×1 g·mol-1 +1mol×87 g·mol-1 =89g,D错误。故选D。
19.(2025·江苏省苏州市南京航空航天大学苏州附属中学高三三模)利用双极膜电解含有的溶液,使转化成碳燃料,实现了还原流动。电解池如下图所示,双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是
A.银网电极与电源负极相连
B.双极膜b侧应该用质子交换膜
C.阴极电极反应为:
D.双极膜中有0.1mol 电离,则阳极附近理论上产生0.05mol
【答案】D
【解析】由图示电解池可知,右侧生成CO发生还原反应,则Ag网为阴极,银网电极与电源的负极相连,A正确;双极膜中H+向右侧移动,即b为质子膜,OH-向左侧移动,a为阴离子膜。B正确;阴极的电极反应式为,C正确;
Ni网为阳极,电极反应式为,产生0.05mol 会消耗0.2molOH-,双极膜中有0.2mol 电离,D错误。故选D。
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2026届山东高考二轮复习 多池、多室的电化学装置
1、 多池串联的两大模型及原理分析
1.原电池与电解池的串联
1.(2024·吉林统考模拟)新能源是当今的热门话题,储氢材料是新能源领域研究的中心之一,利用如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是( )
A.左侧装置工作时,盐桥内的K+向锌电极一端移动
B.电极C和电极D上发生的反应类型相同
C.气体X的主要成分是H2
D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C上发生还原反应
2.(2025·贵州省铜仁市高三下学期3月模拟考试)电有机合成可以缩短传统有机合成线路,以丙烯腈为原料通过如下装置合成己二腈。下列说法正确的是
A.①室有无色气体产生
B.c电极上发生还原反应
C.d电极发生的反应为
D.每当b电极消耗22.4L气体,会有由③室向④室迁移
3.(2025·广西南宁市高三下学期第二次适应性考试)一种清洁、低成本的双联装置工作原理如图所示,浓缩海水形成的离子浓度差会驱动离子从高浓度区域向低浓度区域迁移,进而产生离子电流。下列说法错误的是
A.装置I中Li+移向X电极
B.装置II中电极W为阳极
C.装置II中电极反应为
D.装置II中电极W产生标准状况下22.4L气体时,装置I中可制得42.5gLiCl
4.(2024·山东名校考试联盟模拟)以Zn⁃Ni(OH)2原电池为电源电解处理工业废气中的CO2和SO2,工作原理如图。
已知:①放电时,Zn转化为xZnCO3·yZn(OH)2;
②NaHCO3吸收废气后的混合液pH约为8。
下列说法错误的是( )
A.a电极的反应式为(x+y)Zn-2(x+y)e-+xC+2yOH-===xZnCO3·yZn(OH)2
B.当转移2 mol e-,有1 mol Zn2+向Ni(OH)2电极迁移
C.NaHCO3溶液的作用是吸收废气中的SO2
D.乙装置中电解总反应为S+2CO2+H2OS+H2C2O4
5.NO⁃空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化,某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程,装置如图。下列说法错误的是( )
A.b膜为阴离子交换膜
B.乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310N+5S
C.当浓缩室得到4 L浓度为0.6 mol·L-1的盐酸时,M室溶液的质量变化为18 g(溶液体积变化忽略不计)
D.若甲池有5.6 L O2参加反应,则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68 L
2.电解池的串联
6.(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++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
7.(2025·江苏省新高考基地学校高三下学期第二次大联考)一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法不正确的是
A.互换前电极2上发生的反应为
B.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同
C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变
D.理论上,电路中通过时,右侧电解液质量增加
二、隔膜多室电池
1.隔膜两室电池
8.(2025·河南省豫西名校高三下学期模拟考试(一))新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电极a发生氧化反应
B.放电时,电极b反应为:
C.充电时,II室溶液的浓度不变
D.充电时,电极a质量增加24g,电极b质量理论上减少7g
9. (2024福建卷,9)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液。放电过程中产生,充电过程中电解LiCl产生。下列说法正确的是
A. 交换膜阴离子交换膜
B. 电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C. 理论上每生成1molCl2,需消耗2molLi
D. 放电时总反应:
10.(2025·山东省名校大联考高三下学期4月联合检测)二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,其装置示意图如图所示:
下列说法错误的是
A.电池工作时,质子由a极移向b极
B.b为电池正极
C.a极反应式为
D.理论上每吸收,b电极消耗的的体积为(标准状况)
11.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.离子交换膜X为质子交换膜,质子从石墨电极移向Pt电极
B.C2H5OH在Pt电极发生还原反应
C.正极区反应为4+12e-+16H+=4NO+8H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3
D.若Pt电极生成2.24LCO2,电路中转移电子数为0.6NA
题点2 隔膜多室电池
12.(2025·湖南省永州市高三上学期第一次模拟考试)在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术,可用于海水的淡化,其原理示意图如下。下列说法正确的是
A.X为阳离子交换膜
B.一段时间后,b极附近降低
C.a极反应式为
D.当电路通过电子时,正极区质量增加
13.(2025·四川省泸县第五中学高三上学期第二次诊断性模拟考试)我国某科研机构设计如图装置,利用K2Cr2O7实现含苯酚废水的有效处理,一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法正确的是( )
A.M为该电池的正极
B.该装置在高温下处理含苯酚废水效果更佳
C.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
D.N电极反应式为:Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
14.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)高三下学期第二次联合模拟)工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的是
A.b极区得到的产物只有氧气
B.图中a极要连接电源的正极
C.阳极发生的电极反应为−2e-+2OH-=+H2O
D.标况下,若阴极产生1.12L气体,则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为0.1NA
三、双极膜电池
1. 双极膜原电池
15.(2025·山东省菏泽市高三二模)我国科学家发现,利用如图所示的电池装置可将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质,已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的可解离为和。下列说法正确的是
A.电池工作时,电流方向为电极M→电流计→N→膜b→膜a→电极M
B.N极电极反应式为:
C.若消耗,理论上有透过膜b
D.工作一段时间后,装置中需要补充和NaOH
16.(2025·湖南省邵阳市高三下学期第二次联考)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是
A.(Ⅰ)是电池的负极
B.b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜
C.电渗析过程中、室中和的浓度均增大
D.电池从开始到停止放电,理论上可制备
17.(2025·山西省高三下学期三模(押题卷))工业上用单池双膜三液装置(如下图),依据电解原理电解制备和,下列说法正确的是
A.导线X接外电源的负极
B.N电极的电极反应方程式为
C.每当产生标准状况下气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
2 双极膜电解池
18.(2025·宁夏石嘴山市第一中学高三下学期一模)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和,相应的产物为和。下列说法错误的是
A.M电极的电势低于N电极
B.N电极的反应式为
C.电池工作一段时间后,NaOH溶液的pH变小
D.若电路中通过2mol,则稀硫酸溶液质量增加87g
19.(2025·江苏省苏州市南京航空航天大学苏州附属中学高三三模)利用双极膜电解含有的溶液,使转化成碳燃料,实现了还原流动。电解池如下图所示,双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是
A.银网电极与电源负极相连
B.双极膜b侧应该用质子交换膜
C.阴极电极反应为:
D.双极膜中有0.1mol 电离,则阳极附近理论上产生0.05mol
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