第7章 热点强化19 电化学装置的创新应用(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学高考复习课件聚焦“电化学装置的创新应用”专题，依据高考评价体系梳理了离子交换膜分类与作用、多池串联装置分析等核心考点，通过真题统计明确双极膜应用、电极反应判断等高频考点分布，归纳了装置判断、电子守恒计算等常考选择题型。 课件亮点在于“真题解析+模型建构+技巧指导”的备考策略，如以2025年甘肃卷Mg-海水电池为例，运用科学思维中的证据推理分析电极反应，指导学生掌握离子移动方向判断等技巧。通过双极膜电渗析等典型题型训练，培养学生的模型认知能力，助力学生高效突破考点，教师可据此优化复习教学。

热点强化19　电化学装置的创新应用 ‹#› 1．离子交换膜的分类和作用 ‹#› 2．两类常见的多池串联装置 模型一　有外接电源的电解池的串联装置 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池，即甲池为电镀池，乙、丙池均为电解池。 ‹#› 模型二　无外接电源的原电池与电解池的串联装置 (1)根据装置特征判断装置类型 串联装置中有非常直观的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等，则该装置为原电池，其余的为电解池，如下图中甲池为原电池，乙、丙池为电解池，且电极A、C为阳极，电极B、D为阴极。 ‹#› (2)根据电池的电极材料和电解质溶液判断装置类型 ‹#› 原电池一般是有两种不同的金属电极或一个金属电极和一个碳棒电极(惰性电极)；而电解池则一般两个都是惰性电极，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。如上图所示，乙池为原电池，甲池为电解池。 ‹#› D 1．(2025·甘肃卷，12)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)，以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2 ‹#› 解析：D　由题图可知，电极1上发生转化Mg→Mg(OH)2，则电极1为原电池的负极，电极2为原电池的正极，电极3与原电池正极相连，为电解池阳极，同理电极4为电解池阴极，结合题目信息海水pH＝8.2可得各电极的 电极反应式，电极1：Mg＋2OH－－2e－===Mg(OH)2；电极2：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；电极3：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；电极4：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。将催化剂生长在泡沫镍电极上，可增大催化剂与反应物的接触面积，提高催化效率，A正确；由上述分析可知，电极1为原电池负极，故外电路中电子从电极1流向电极4，B正确；由上述分析可知，C正确；由得失电子守恒可知，理论上，电路中每通过2 mol电子，电极2和电极4均产生1 mol H2，共产生2 mol H2，D错误。 ‹#› 2．(2025·云南卷，11)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]－＋H＋===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是(　　) C ‹#› A．Pt电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3 ‹#› 解析：C　电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故从图中可以看出，Pt电极为阳极，石墨电极为阴极。Pt电极为阳极，OH－放电发生氧化反应，A项正确；外加电源促使双极膜中水解离的H＋和OH－向阴、阳两极移动，进行放电，从而促进水的电离，B项正确；Ⅲ中 NaCl浓溶液变稀，说明Cl－、Na＋向两边移动，阴离子Cl－向Pt电极移动，X膜为阴离子交换膜，阳离子Na＋向石墨电极移动，Y膜为阳离子交换膜，C项错误；Ⅳ室每生成1 mol NaOH，Ⅱ室中进入1 mol H＋，根据题干中除硼原理可知，生成1 mol B(OH)3，D项正确。 ‹#› 3．(2025·河南卷，12)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 ‹#› 下列说法正确的是(　　) A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的pH减小 C．电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-＋e－===[Fe(CN)6]3- D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl D ‹#› 解析：D　根据电解池装置中电极上物质变化及实现海水淡化、以LiCl形式回收锂元素的目的，对电解池进行如下具体分析： ‹#› 为实现海水的淡化，海水中Na＋应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧，为以LiCl形式回收锂元素，海水中Cl－应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li＋应通过离子交换膜Ⅲ向左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由阴极反应知，电极a附近溶液的pH增大，B错误；由上述分析知，C错误；每脱除58.5 g(1 mol)NaCl，溶液中有1 mol Na＋、1 mol Cl－和1 mol Li＋迁移，所以可回收1 mol LiCl，D正确。 ‹#› 4．(2026·广东六校联考)为实现“双碳”目标，科学家研发了一种在电催化条件下由氢气和二氧化碳制备甲醇的方法，反应原理如图(M、N均为石墨电极)。已知：在电场作用下，双极膜中水电离出H＋和OH－分别向两极迁移。忽略双极膜中水补充可能对两边极室区中水含量的影响，下列说法错误的是(　　) A．M极为阳极，H2发生氧化反应 B．电解一段时间后，M极区域溶液pH增大 C．N极上生成甲醇的电极反应式为CO2＋ 5H2O＋6e－===CH3OH＋6OH－ D．N极每消耗1 mol CO2，M极必消耗标准 状况下67.2 L H2 D ‹#› 解析：D　H2在M极失电子，发生氧化反应，M极作阳极，电极反应式为H2－2e－===2H＋，同时双极膜中OH－在电场作用下向M极迁移，恰好与产生的H＋中和生成H2O，但H2O增多使H＋浓度降低，M极区域溶液pH增大，A、B正确；N极为阴极，CO2被还原为CH3OH，C从＋4价降为－2价，结合原子守恒、电荷守恒可得，N极生成甲醇的电极反应式为CO2＋5H2O＋6e－===CH3OH＋6OH－，C正确；由题图可知，N极还有CO生成，故每消耗1 mol CO2，不能生成1 mol CH3OH，转移的电子的物质的量小于6 mol，则M极消耗的氢气的物质的量小于3 mol，即M极消耗的标准状况下H2的体积小于67.2 L，D错误。 ‹#› 5．(2026·福建厦门检测)用图示装置分离性质相似的镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)，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．电极电势：石墨M＜石墨N B．石墨M的电极反应式为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为65 g D ‹#› 解析：D　电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，结合双极膜中的H＋和OH－移动方向可知，H＋向Ⅲ室迁移，则石墨N为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；OH－向Ⅱ室迁移，则石墨M为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。石墨M为阳极，连接电源正极，石墨N为阴极，连接电源负极，电解池中阳极电势高于阴极电势，因此石墨M的电势高于石墨N的电势，A错误。由上述分析可知，B错误。Ⅱ室中发生转化：Ni2+＋2CH3COCH2COCH3⥫⥬Ni(CH3COCHCOCH3)2＋2H＋，双极膜中水解离出的OH－与H＋反应，促进Ⅱ室中的转化反应向正反应方向进行，C错误。结合上述分析可知，导线中通过1 mol电子时，Ⅰ室(阳极室)中， ‹#› Cl－放电生成0.5 mol(35.5 g)Cl2，同时有0.5 mol(29.5 g)Ni2+通过阳膜迁移出Ⅰ室，则Ⅰ室溶液总质量减少35.5 g＋29.5 g＝65 g；Ⅲ室(阴极室)中，阴极生成0.5 mol(1 g)H2，同时双极膜迁移进来1 mol(1 g)H＋，则Ⅲ室溶液质量变化为1 g－1 g＝0，故Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差为65 g，D正确。 ‹#› 热点强化19　电化学装置的创新应用 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 ‹#› 21 $