上篇 专题三 选择题突破三 3.电化学中的多室、多池装置-【创新教程】2027年高考化学大二轮专题增分方案学生用书

A.由分析可知，电极M处的电极反应式为2H,O十2e 一H2个十2OH,A正确；B.由分析可知，随反应进 行，阴极处不断生成OH,同时阳极处不断消耗OH, 为维持电荷平衡，需要将阴极处生成的OH厂补充至阳 极处，离子交换膜P应为阴离子交换膜，B错误；C.由分 析可知，1 mol C.H12O。完全转化为1 mol C Hs Og K2, 转移的电子数为6NA,C正确；D.C6H:O,K中C的平 均化合价为十子，与葡萄糖相比，C的平均化合价也升 高，说明C。H1O,K为不完全氧化产物，也可能是电解产 物，D正确。] 变式集训典题 1.B[经分析知A正确；由电极Ⅱ反应式可知NO得电 子转变为NH?的同时生成OH,故电极Ⅱ附近c (OH)增大，B错误；由电极I反应式可得关系式：6e ~C6HO,则电路中每通过3mol电子时，理论上生成 0.5 mol C.HsO?,C正确：根据阴、阳极反应，得失电子 守恒可知该电解池的总反应方程式正确，D正确。] 2.D[电极b发生TY→TQ,发生加氧去氢的反应，发生 氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生 成H2,以此解题。 A.电解时阳离子向阴极移动，H从右室向左室移动，A 正确；B.根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物， TQ是生成物，电极a中水是反应物，H2为生成物，总反 应方程式为：TY十H,0电解TQ十2H,+,B正确；C.将 OH TY( )换成 为原料，仍然能够得 OH 到TQ( ),C正确；D.根据题图可知，用18O 0 标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上 ,D错误。] 180 选择题突破三3电化学中的多室、多池装置 高考经典再研 1.C[由图中氢离子和氢氧根的流向，可推出左侧Pt电极为阳 极，右侧石墨电极为阴极（根据离子流向判断电解池朋阳极）， 22 讲解册参考答案 阳极发生的反应为：4OH-4e一02个十2H20,阴极 发生的反应为：2H2O+2e一H2个十2OH,Ⅲ室中 氯化钠浓度降低了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离 子往阳极方向移动，据此解答。 A.由分析可知，Pt电极为阳极，阳极发生的反应为： 4OH-4e一O2↑+2H2O,A正确；B.水可微弱的 电离出氢离子和氢氧根，在外加电场作用下，使氢离子 和氢氧根往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水 的电离，B正确；C.由分析可知，Ⅲ室中氯化钠浓度降低 了，说明钠离子往阴极方向移动，氯离子往阳极方向移 动，即钠离子往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交 换膜，氯离子往左侧移动，通过X膜，则X膜为阴离子交 换膜，C错误；D.V室每生成1 mol NaOH,则转移1mol电 子，有1mol氢离子移到Ⅱ室中，生成1molB(OHD3,D正确。 2.C[由题图可知，CO2在电极a上反应转化为CO,C元 素化合价降低，故电极a为阴极，阴极反应为CO2十H2O +2e一CO+2OH,生成的OH与电解液中的 HCO发生反应OH+HCO?一CO号+H2O。电 极b为阳极，H2O电离出的OH在阳极放电，阳极反应 为4OH一4e一O2个十2H2O,H2O电离出的H发 生反应H叶十CO号一HCO。若③为阴离子交换膜， 结合电流方向可知，Ⅲ室海水中的C1厂会向右通过膜③ 迁移至V室中，并在电极上放电生成C2,故③应为阳离 子交换膜，以阻止C1通过，据此可知实现脱盐的海水不 是Ⅲ室海水，而是Ⅱ室海水，则①为阳离子交换膜，②为 阴离子交换膜，Ⅱ室海水中的Na向左通过膜①迁移至 I室中，Ⅱ室海水中的CI厂向右通过膜②迁移至Ⅲ室中， Ⅳ室电解液中的Na+向左通过膜③迁移至Ⅲ室中，故电 解一段时间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中 盐的浓度升高。A.由分析知，①为阳离子交换膜，②为 阴离子交换膜，A正确；B.由分析知，电极b为阳极， H2O电离出的OH在阳极放电，阳极反应为4OH 4e—O2个十2H2O,B正确；C.由分析知，电解一段时 间后，Ⅱ室海水中盐的浓度降低，Ⅲ室海水中盐的浓度 升高，C错误；D.根据前述分析，I室中阴极反应生成的 OH与电解液中的HCO3反应生成CO,形成 HCO/CO缓冲体系，有利于I室电解液的pH在一 段时间内保持稳定，D项正确。] 变式集训典题 1.B[在KOH溶液中HCHO转化为HOCH2O:HCHO+ OH→HOCH,O,存在平衡HOCH2O+OHT= 化学 [OCH2O]2十H2O,Cu电极上发生的电子转移反应为 [OCH2O]2--e一HCO0+H·,H·结合成H2, Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC COOH:H2 C2 O,+2e +2H+-OHC-COOH+H2O, OHC-COOH与HO-N+H,反应生成HOOC-CH N-OH:OHC-COOH+HO-N H,-HOOC-CH- N-OH+HO+H,HOOC-CH=N-OH发生得电子 的还原反应转化成HNCH,COOH:HOOC一CH N-OH+4e+5H—HNCH2COOH+HO。 A.根据分析，电解过程中，阳极区消耗OH厂、同时生成 H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH)减小，A项正 确；B.根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4十HO一 N+Ha +6e-+6H*-H2N+CH2 COOH+3H2O, 1molH2O解离成1molH+和1 mol OH,故理论上生 成1molH3NCH2COOH双极膜中有6molH2O解 离，B项错误；C.根据分析，结合装置图，阳极总反应为 2HCHO-2e-+40H--2HCOO-+H2+2H2O,C 项正确；D.根据分析，阴极区的Pb上发生反应H2C2O, +2e+2H+OHC-COOH+H2O,D项正确。] 2.D[A.左侧通入氧气生成H2O2,且在K2SO,溶液中可 生成OH,该电极反应方程式书写正确，A正确；B.电 路中转移2ol电子时，整个体系总电子转移量为 2mol,每释放1 mol Li计对应1mol电子转移(LiFePO4 一e一FePO4十Li计)，双电极可同时回收Li,理论上 可回收4 mol Li计，B正确；C.右侧发生氧化反应：I厂被氧 化为5，阳极连接电源正极，C正确；D.若5歧化转化 为1厂和IO?,反应为：3+3H20一8I+IO3+ 6H,该歧化反应为碘自身氧化还原，总反应中可得到 的电子数（氧化LiFePO的总能力）不变：3molI原本 可得到6mol电子，歧化后1 mol IO作为氧化剂可得 到6mol电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的Li 总物质的量不变，因此不会降低锂的理论回收产率，D 错误。] 专题四热化学化学反应速率与平衡 选择题突破四1反应机理循环图分析 高考经典再研 1.C[A.由反应机理和元素守恒得，步骤①中CO2分子 在2个吸附位上生成CO°、O“(即X),A正确；B.步骤 ②中HO、H恰好生成H2O(即Y),同时腾出2个吸 28 附位，步骤④中加入的H2和吸附位也可生成H,再与 HO也生成H2O,B正确；C.步骤③中加入的H2中的1 个H夺取CO中的O形成HO",同时另1个H生成 HC,同理步骤④中应该有4个H生成，1个H与 HO”生成H2O,3个H与HC结合生成CH4,即m= 2,C错误；D.由碳元素化合价变化得CO2（十4价)→ CH4(一4价)，1个CO2分子完成催化反应获得了8个 电子，D正确。] 2.B[A.催化剂在反应前后质量和化学性质不变。从流 程看，若以I为起点，则I是催化剂（先消耗、后生成）， Ⅲ是中间产物（先生成、后消耗），若以Ⅲ为起，点，则Ⅲ是 催化剂，I是中间产物，故1、Ⅲ均可作催化剂，A正确； B.Ⅱ中P带正电，说明P失去了一个电子，形成4个键， 与N形成的是共价键，并非N提供孤电子对形成的配位 健，B错误；C.根据Ⅳ的结构，从Ⅲ到N的反应过程中， 发生加成反应，结合原子守恒可知，Ⅲ可能是 ,C正确；D.反应过程中生成了PhSiH2 0 (OH),两分子PhSiH2(OH)脱水可形成 H ● H Si—Ph,D正确。] H 变式集训典题 1.B[A.物质②和⑤都可以和水形成分子间氢键，故均易 溶于水，故A正确；B.物质③中N原子采取sp2杂化，物 质④中N原子采取sD3杂化，杂化方式变化，故B错误； C.⑥→⑦的过程中非极性共价键C一C键没有断裂和形 成，故C正确；D.合成物质⑦，反应物为丙酮和 HO O CH,CHO,生成物是 C00H是反应的催化 剂，催化剂能降低反应的活化能，故D正确。] 2.B[A.XY过程中，X含碳碳三键，反应时三键的π键 断裂，同时伴随σ键（如Ni一C1键）断裂，既有σ键断裂 Ar 又有π健断裂，A正确；B.由图可知，Ln一Ni（Ⅱ)中Ni Ar 的化合价为+2价，L.一Ni(Ⅱ)中Ni与 人入入/结合生成Z,Ni原子与具有单电子的 ● Bu 2化学 电源 A.电解时，H从右室向左室移动 H,SO, H.SO, B.电解总反应：TY+H,0电解TQ十2H,个 TQ CHCN CH CN H,0 H,0 TY 电极a 质子交换膜 电极b C.以 为原料，也可得到TQ 甲 OH (TY)+H.O D.用8O标记电解液中的水，可得 18 到 C温馨提污 学习至此，请完成配套专题精准强化10 选择题突破三 3.电化学中的多室、多池装置 突破核心透视 1.“膜”在电化学中的应用 (1)常见的“膜”及功能 交换膜 类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通 阳离子移向 阴离子移向 中间层中的H2O解离出H+和 只允许特定的离子或分子通过， 过的离 原电池的正 原电池的负 OH一，H+移向原电池的正极 子及移 如质子交换膜只允许H+通过， 极（电解池 极（电解池 (电解池的阴极)，OH一移向原电 动方向 氯离子交换膜只允许CI一通过 的阴极) 的阳极) 池的负极（电解池的阳极） 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极 功能 离子有选择性的定向移动，使整个溶液的离子电荷守恒 (2)“膜”种类的判断 ③离子从“浓→稀”的溶液区移出，移向“稀 ①离子从“生成区”移向“消耗区”（以电解 →浓”的溶液区（以电化学制备K,Cr2O, CO2制HCOOH为例，其原理如图所示) 为例，其原理如图所示，其中a、b均为石墨 电 电极) 作用水电离 电深 P片 【突破口】C0, 电极反应式为 作阴极，电极反应式 KOH浓溶液 →K,Cr,0,溶液 作阳极电极反应式为 为C0,+2H+2e KOH稀溶液 促使溶液中反应2C0 0.1mol·LKs0,溶液飞 c0, HCOOH,消耗 ←KCr0,溶液 K交换膜 通过阳离子交换膜从左侧移向右侧 ②离子从“原料区”移向“产品区”（以电渗 款 析法制备HPO2为例，其原理如图所示) 2.电化学计算 电淑 (1)得失电子守恒法计算 作阳极，电极反应式 1 2 原理：电路中转移的电子数=电极上得失 2H20-4 合移人 H,PO生成H,PO】 20H.0H结合移人 电子数。 的Na生成NaOH 形式：利用电极反应式、总反应式确定比 产品室原料室阴极室 例关系。 子交换膜 32 上篇专题三电化学 如4e2Cl2(Br2、I2)~O2~2H2~2Cu~ m:相关产物的摩尔数 4Ag~4C1~4OH~4H+~2Cu2+ n:反应转移的电子数 ~4Ag。 F:法拉第常数96485C/mol 守恒法计算与转化率相结合，如： I:平均电流密度 [2022·重庆T17(3)]反应CO(g)+H2O(g) 一定条件C0,(g)十H,(g)在工业上有重要 t:反应时间 4.电子空穴 应用。该反应可采用电化学方法实现，反 电流 电流 应装置如图所示。同温同压下，相同时间 内，若进口I处n(CO):n(H2O)=a:b, +9©©⊙- +④→ 出口I处气体体积为进口I处的y倍，则 +©9©⊙ - +④→ C0的转化率为1一y)(a+b) +©©9⊙- e (用a、b、y +©©⊙9 ⊕→ 表示)。 +©©⊙⊙ ⊕ 进口I 进口Ⅱ C0+H0 一N吹扫 「©电子 固体电解质 )电子欠损 (只允许离子通过) ⊕正孔 出口1 出口Ⅱ +电源， a4·44·。40 (2)计算膜两侧溶液质量变化 勿忽略离子 日日自由电子 电子和空穴 迁移。有“膜”计算是高考的难点，如： 空穴 (2021·广东T16改编)水溶液中电解制 如果共价键中的电子获得足够的能量，就可以摆 备金属钴的装置示意图如图所示。工作 脱共价健的束缚，成为在晶体中自由运动的电子 这时在原来的共价键上就留下了一个空位，因为 时，Ⅱ室溶液的pH减小；电解总反应为 邻键上的电子可以跳过来填补这个空位，从而使 2C0++2H0通电2C0+0,*+4H*。当生 空位转移到邻健上去。所以，空位也是可以移动 的。这种可以自由移动的空位被称为空穴。半导 体就是靠着电子和空穴的移动来导电的。电子和 成1 mol Co时，I室溶液质量理论上减少 空穴统称为载流子。 18g。 5.参比电极 石墨 阳离子 阴离子 交换膜 参比电极，reference electrode,测量各种电 极电势时作为参照比较的电极。将被测定 CI 的电极与精确已知电极电势数值的参比电 I室Ⅱ室 Ⅲ室 极构成电池，测定电池电动势数值，就可计 注意气体的排出（质量变小）、吸收（质量变 算出被测定电极的电极电势。 大)、固体的析出（溶液质量变小）、固体溶 解（溶液质量变大），尤其不能忽略通过膜 Ag/AgC 玻璃电极E 参比电极 Ag/AgCl 的转移移出（溶液质量变小）、移入（溶液质 0.1mol/1 mol/L 盐酸 量变大)。 3.法拉第效率 法拉第效率(Faraday efficiency)是电化学 三待测溶液 中的一个重要概念，它指的是实际生成物与 理论生成物的百分比。这个指标用于评估 高考经典再研 电化学反应中的能量转化效率，在实际应用 1.（电渗析法卤水除硼2025·云南卷)一种用 中，由于存在各种电阻损耗和副反应，法拉 双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双 第效率通常低于100%。 极膜中H,O解离的H和OH在电场作用下 NE_mXnXF 作=NIXt ×100% 向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]十H N:实际消耗电荷量 一B(OH)3十H,O。下列说法错误的是 NT:流过外电路总电荷量 ( 33 化学 电源 中，甲醛转化为HOCH,Oˉ，存在平衡 稀溶液浓溶液 HOCH,O+OH[OCH,O]2+ H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为 个双极膜X膜Y膜双极膜 [OCH,O]--e—HCOO+H·。下 NaOH溶液卤水NaCI浓溶液NaOH溶液水（含少量NaOH A.Pt电极反应：4OH一4e —02个 列说法错误的是 +2H2O 电源 B.外加电场可促进双极膜中水的电离 PbCu C.Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜 HCHO 和阴离子交换膜 HSO KSO 溶液 D.V室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室最多 双极膜 生成1molB(OH) A.电解一段时间后阳极区c(OH厂)减小 2.(电解海水脱盐|2026·广东卷)一种利用电 B.理论上生成1molH3N+CH2COOH双 解还原CO,同时实现海水脱盐的装置如 极膜中有4molH2O解离 图，电解液在I和V室间循环，初始电解液 C.阳极总反应式为2HCHO+4OH-2e 为NaHCO,溶液，膜①~③为阳离子或阴 -2HCOO+H2个+2H2O 离子交换膜。下列说法错误的是 D.阴极区存在反应H2C2O4十2H++2e -OHCCOOH+H,O 蓄电池 风力发电 C0,C0 2.(2026·黑吉辽蒙卷)一种从废旧电池正极 ① ② 材料(LiFePO4)中回收锂元素的电化学装 置如图。下列说法错误的是 A.①为阳离子交换膜，②为阴离子交换膜 B.阳极反应为4OH厂-4e—2HO+O2个 LiFePO,固体 LiFePO,固体 C.电解一段时间后，Ⅲ室海水中盐的浓度 降低 A.a电极反应：O2+2H2O+2e=H2O2 D.电解过程中，I室电解液的pH在一段时 +20H 间内可保持稳定 B.电路中转移2mol电子，理论上可回收 变式集训典题 4 mol Lit 1.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双 C.b电极连接电源正极 位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和 D.I可转化为I厂和IO3,会降低锂的理论 NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如 回收产率 图，双极膜中H2O解离的H+和OH在电 c温攀提 学习至此，请完成配套专题精准强化11 场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液 34