多池串聯(lián)、隔膜多室電化學(xué)裝置（解析版）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義（新教材新高考）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)【一輪?考點精講精練】復(fù)習(xí)講義

考點38多池串聯(lián)、隔膜多室電化學(xué)裝置

疆本講?講義概要

隔膜多室電化學(xué)裝置的分析

知識精講

二.多池串聯(lián)電化學(xué)裝置的分析

選擇題：20題建議時長：60分鐘

課后精練

實際時長：________分鐘

非選擇題：5題

曜夯基?知識精講________________________________________________

一.隔膜多室電化學(xué)裝置的分析

由于離子交換膜對離子具有選擇透過性，且電化學(xué)性能優(yōu)良，在涉及電化學(xué)的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

由于離子交換膜能將工業(yè)生產(chǎn)與化學(xué)知識有機(jī)的融合，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，考查學(xué)生學(xué)以致用的能力，

故近幾年的電化學(xué)高考試題中年年涉及。

1.離子交換膜的含義和作用

(1)含義：離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。

(2)作用

①能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如：在電解飽和食鹽水中，利

用陽離子交換膜，防止陽極產(chǎn)生的Cb進(jìn)入陰極室與氫氧化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的

用混合發(fā)生爆炸；

②能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用；

③用于物質(zhì)的分離、提純等；

④用于物質(zhì)的制備，電解后溶液陰極區(qū)或陽極區(qū)得到所制備的物質(zhì)；

2.離子交換膜類型的判斷方法

(1)首先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)。

(2)依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。

(3)根據(jù)電極附近溶液呈電中性，從而判斷出離子移動的方向。

(4)根據(jù)離子移動的方向，確定離子交換膜的類型。

3.離子交換膜的種類及作用

①只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過。

陽離子一透過陽離子交換膜—原電池正極(或電解池的陰極)

②以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開：

鋅銅原電池

Zn

陽離子交換膜a

陽離子im°bL-1

1mobL-1

交換膜CuSO4(aq)

ZnSO4(aq)

負(fù)極：Zn—2e-=Zn2+

正極：Cu2++2e-^=Cu

Z/+通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)

①只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過。

陰離子一透過陰離子交換膜一》電解池陽極(或原電池的負(fù)極)

②以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開：

陰離子交換膜

/Pt

陰離子

一交換膜

陰極：2H2。+25=H2T+2OH-

陽極：2「一2e-=l2

陰極產(chǎn)生的OH-移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng):3I2+6OH=IO3+51-+3H2O

①只允許H+和水分子通過，不允許其他陽離子和陰離子透過。

H+―?透過質(zhì)子交換膜一?原電池正極（或電解池的陰極）

②在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CH3COOH）,可獲得清潔能源H2：

,AB,

廠|。電源。1|牛

一

惰

惰

性

質(zhì)子交換膜性

電

電

極

極

」

儂

硫

有

水

稀

質(zhì)子交換膜

陰極：2H++2e--H2T

+

陽極：CH3COOH-8e-+2H2O==2CO2t+8H

陽極產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜移向陰極

由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成。該膜特點是在直流電的作用下，陰、陽

雙極膜膜復(fù)合層間的H2。解離成H+和OH-并通過陽膜和陰膜分別向兩極區(qū)移動,

作為H+和0H-的離子源。

4.離子交換膜在物質(zhì)制備、分離提純中的應(yīng)用

多室電解池是利用離子交換膜的選擇透過性，即允許帶某種電荷的離子通過而限制帶相反電荷的離子

通過，將電解池分為兩室、三室、多室等，以達(dá)到物質(zhì)制備、濃縮、凈化、提純的目的。

⑴兩室電解池：

例如，工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿：

|H2

淡鹽水半=二三jNaOH溶液

--U-————----'/-"/~\TY~T-TT=--U-

二二二二

精二制二飽編和T含少量NaOH)

NaCl溶液交換膜

陽極室中電極反應(yīng)：2c「一2e-=CbT，

陰極室中的電極反應(yīng)：2H2。+25=H2f+2OH-,

陰極區(qū)H+放電，破壞了水的電離平衡，使0H-濃度增大，陽極區(qū)C1-放電，使溶液中的c(C「)減小,

為保持電荷守恒，陽極室中的Na+通過陽離子交換膜與陰極室中生成的OH-結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。

利用這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒有雜質(zhì)。

陽離子交換膜的作用：只允許Na+通過，而阻止陰離子(Cr)和氣體(Cb)通過。這樣既防止了兩極產(chǎn)生

的H2和Cb混合爆炸，又避免了Cb和陰極產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。

(2)三室電解池

例如，利用三室電解裝置制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。

陰極的NO被還原為NH上NO+5e-+6H+=NH：+H2O,NH1通過陽離子交換膜進(jìn)入中間室;

陽極的NO被氧化為NC>3：NO-3e-+2H2O=NO3+4H+,NO3通過陰離子交換膜進(jìn)入中間室。

電解

根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)：8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3,為使電解產(chǎn)物

全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,補充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNC>3轉(zhuǎn)化為NH4NO3。

(3)多室電解池

例如，“四室電滲析法”制備H3Po2(次磷酸)，其工作原理如圖所示：

I陽離子陰離子陽離子1

石墨?交換膜交換膜交換膜?石墨

HPO,NaH,PONaOH

稀硫酸稀3溶液濃溶液2稀溶液

陽極室產(chǎn)品室原料室陰極室

電解稀硫酸的陽極反應(yīng)：2H2。一4e-=O2T+4H+,產(chǎn)生的H+通過陽離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室

中的H2PO5穿過陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)H3P。2；

電解NaOH稀溶液的陰極反應(yīng)：4H2O+4e-=2H2f+4OH-,原料室中的Na+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰

極室，可得副產(chǎn)品NaOH。

(4)電滲析法

競爭放電:H+>A"+競爭放電：OHnB"-

+

2H2O+2e-=H2t+2OH-2H2O-4e==4H+O2t

將含A?B?,的廢水再生為H?B和A(OH)m的

原理：已知A為金屬活動順序表H之前的金

屬，B"-為含氧酸根離子。

A(OH)m濃A,BM(aq)H?B

若無膜只能得到A.B,“濃溶液

5.“隔膜”電解池的解題步驟

(1)第一步：分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。

(2)第二步：寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。

(3)第三步：分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避

免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。

二.多池串聯(lián)電化學(xué)裝置的分析

1.常見多池串聯(lián)裝置圖

(1)直接判斷：非常直觀明顯的裝置，如有燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時，則其他裝置為電解池。

A為原電池，B為電解池

（2）根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷:

原電池一般是兩個不同的金屬電極或一個金屬電極和一個碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個惰性

電極，如兩個粕電極或兩個碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),

電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。

NaCl溶液稀硫酸

AB

A為電解池,B為原電池

（3）根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷:

在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。

如圖：若C極溶解，D極上析出Cu,B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池,

D是正極，C是負(fù)極，甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。

-@-

JCBc71

NaCk酚猷溶液CuSO”溶液

甲乙

（4）外接電源與電解池的串聯(lián)：所有都為電解池，若電池陽極材料與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同，則該電

池為電鍍池。

AgN（）3溶液NaCl溶液CuSC）4溶液

甲乙丙

A、B為兩個串聯(lián)電解池，相同時間內(nèi)，各電

甲為電鍍池，乙、丙均為電解池。

極得失電子數(shù)相等。

2.綜合裝置中的有關(guān)計算：

原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時要注意兩點:

①串聯(lián)電路中各支路電流相等；

②并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。

在此基礎(chǔ)上分析處理其他各種數(shù)據(jù)。

圖中裝置甲是原電池，乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn極溶解6.5g,Cu極上析出

H?2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），Pt極上析出Cb01mol,C極上析出Cu6.4g。甲池中H+被還原，生成Z11SO4，溶液

pH變大；乙池中是電解CuCb由于CM+濃度的減小使溶液pH微弱增大，電解后再加入適量CuCb固體

可使溶液復(fù)原。

逐提能?課后精練_________________________________________________

1.羥基自由基（OH）有極強(qiáng)的氧化性，其氧化性僅次于氟單質(zhì)。我國科學(xué)家設(shè)計的一種能將苯酚

（C6H6。）氧化為CO?和H2。的原電池⑤電解池組合裝置如圖所示，該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。

下列說法正確的是

L

C6H50H

MN00000

Cr20f微微,

a石墨烯復(fù)合導(dǎo)

OH+H+,電凝膠顆粒

NaCl溶液I

Cr(OH)C0

32Na2sO,高濃度含

溶液苯酚廢水

A.該裝置工作時，電流方向為電極b—ni室—n室—I室一電極a

B.裝置工作時，c極區(qū)溶液堿性明顯增強(qiáng)

C.電極d的電極反應(yīng)式為H20+e-=H++QH

D.當(dāng)電極b上有0.6molCC>2生成時，電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)分析可知，a為正極，b為負(fù)極，該裝置工作時，內(nèi)電路電流由b極經(jīng)皿、II、I室流向a

極，A正確；

B.電極c上的電極反應(yīng)式為2HQ+2e-=凡個+2011-，與此同時，有H卡從陽極室透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極

室，因此c極區(qū)溶液堿性不會增強(qiáng)，B錯誤；

C.電極d為陽極，電極反應(yīng)式為H2O-e-=H++-OH,C錯誤；

D.電極b的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e.+llH2O=6CC）2T+28H+,電極c的電極反應(yīng)式為2H2。+2b=

H2T+2OH-,電極d上的電極反應(yīng)式為Hq-e-=H++QH,OH可進(jìn)一步氧化苯酚，化學(xué)方程式為

C6H5OH+28-OH=6CO2T+17H2O,當(dāng)電極b上有OKmolCO2生成時，電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體44.8L（標(biāo)

準(zhǔn)狀況），D錯誤；

故答案為：Ao

2.工業(yè)上用雙陰極微生物燃料電池處理含NH：和CH3coeT的廢水.廢水在電池中的運行模式如圖1所示,

電池的工作原理如圖2所示.已知ni室中除了在電極上發(fā)生反應(yīng)，還在溶液中參與了一個氧化還原反應(yīng)。

下列說法正確的是

?r-^>

-

CH.COOW'H.COC)/。2

I室II室III室XY

交

交

/

換

88換

2

膜

2膜

含NH：和CH3coeF的廢水

H室

I室in室

圖1圖2

A.電流從ii室電極經(jīng)導(dǎo)線流向i室電極和in室電極

+

B.n室電極反應(yīng)式為CH3COO+81+2HQ=2CO2T+7H

c.X交換膜為陽離子交換膜，Y交換膜為陰離子交換膜

D.若雙陰極上各轉(zhuǎn)移lOmol電子，III室消耗。2大于2.5mol

【答案】D

【分析】由題干圖2所示信息可知，n室中c的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，n室為陽極室，電極反應(yīng)為：

+

CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,I室中N的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極室，電極反應(yīng)為：

21<）3-+12卬+106-=2個+6旦0,皿中02中0的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極室，電極反應(yīng)為：

+

O2+4e+4H=2H2O；

【詳解】A.n室中c的化合價升高被氧化，為負(fù)極，貝打室和m室均為正極（故叫雙陰極），電流由正極經(jīng)導(dǎo)

線到負(fù)極，A錯誤；

B.由分析可知，H室電極反應(yīng)式為CH3coCr-8e-+2Hq=2CC>2個+7H+,B錯誤；

C.由分析反應(yīng)電極式可知，II室中氫離子向兩側(cè)I、in室中移動，XY均為陽離子交換膜，C錯誤；

D.若雙陰極上各轉(zhuǎn)移lOmol電子，由HI室電極反應(yīng)可知，消耗O22.5mol,由于已知HI室中0?除了在電極上

發(fā)生反應(yīng)，還在溶液中參與了一個氧化還原反應(yīng)：鏤根離子和氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸根離子，故

使得消耗氧氣大于2.5mol,D正確；

故選D。

3.凡。2同時作為燃料和氧化劑的直接過氧化氫燃料電池（DPPFC）的工作原理如圖所示（電解過程中K2s

溶液中溶質(zhì)的種類不變且其質(zhì)量減輕）。下列有關(guān)說法錯誤的是

e

石墨

石墨

-

-.

-.二

-.二-=/

-.-.

-._.

-._.-

.-.-

、.J

離子交換膜1KSO溶液離子交換膜2

A.石墨1為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.石墨2的電極反應(yīng)式為H2()2+2H++2e一=2凡0

C.離子交換膜1、2分別為陰、陽離子交換膜

D.當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移0.3mole一時，K2s0,溶液的質(zhì)量減輕52.2g

【答案】D

【分析】由電子移動方向可知，石墨1為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，過氧化氫失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣：

H2O2+2OH-2e-=2H2O+O21；石墨2為正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極過氧化氫得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水：

+-

H2O2+2H+2e=2H2O；

【詳解】A.由電子移動方向可知，石墨1為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；

+

B.石墨2為正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極過氧化氫得到電子生成水：H2O2+2H+2e-=2H2O,B正確；

C.因K2sO4溶液的質(zhì)量減輕，其中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，離子交換膜1、2分別為陰、陽離

子交換膜，C正確；

D.石墨1的電極反應(yīng)式為HzOz+ZOH-Z-ZHQ+O??，石墨2的電極反應(yīng)式為H?。?+2IT+2片=2氏0,

當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.3mol時，有0.15molSOj移向負(fù)極，有0.3molK+移向正極，K2sO4溶液的質(zhì)量減輕26.1g,

D錯誤；

故選D。

0

4.一種新型醍類(I|)酸堿混合電池具有高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。該電池工作示意

圖如下，下列說法錯誤的是

A.放電時，a極周圍溶液pH增大

B.c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜

C.充電時，中間室K2s。4溶液濃度增大（假設(shè)溶液體積保持不變）

【答案】C

【分析】

由題干圖示信息可知，放電時a電極，MnCh轉(zhuǎn)化為M/+,發(fā)生還原反應(yīng)，則a為正極，電極反應(yīng)為:

+2+

MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O,b電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為:

0

卜2K++2H2。,此時陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，則c交換膜為陰離子交換膜即SO：

0

進(jìn)入中間K2s。4室，d為陽離子交換膜，K+進(jìn)入b中間K2s。4室，據(jù)此分析解題。

+2+

【詳解】A.由分析可知，放電時，a為正極，電極反應(yīng)為：MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O,則a極周圍溶液

pH增大，A正確；

B.由分析可知，c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜，B正確;

C.由分析可知，充電時，a為陽極，b為陰極，c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜，則中間室中SO：經(jīng)

c膜進(jìn)入a電極室，K+經(jīng)d膜進(jìn)入b電極室，導(dǎo)致中間室K2s。4溶液濃度減小，C錯誤；

D.由分析可知，放電時b電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為:

+2K++2H2。，充電時b極為陰極，電極反應(yīng)式為

+2OH-,D正確;

故答案為：C?

5.2022年冬奧會期間，我國使用了鐵-銘液流電池作為備用電源，其工作原理如圖示。已知充電時C產(chǎn)被

還原，下列說法不正確的是

電解質(zhì)電解質(zhì)

儲罐儲罐

泵泵

A.放電時，a極電極電勢低于b極

B.充電時，a極的電極反應(yīng)式為Fe?+-e-=Fe"

C.充電時，若有hnoice被還原，則電池中有hnolH+由左向右移動

D.若用該電池做電源給鍍件鍍銅，鍍件增重0.64g時，理論上有0.02molFe3+被還原

【答案】A

【分析】充電時C產(chǎn)被還原，則充電時b為陰極，a為陽極，所以放電時a為正極，b為負(fù)極。

【詳解】A.據(jù)以上分析可知，放電時a為正極，b為負(fù)極，正極電極電勢高于負(fù)極電極電勢，因此a的電

極電勢更高，故A錯誤；

B.充電時a為陽極，電極反應(yīng)式為Fe2+-e--Fe3+,故B正確；

C.若有hnolC產(chǎn)被還原生成Cr2+,則得到Imol電子，由于內(nèi)外電路轉(zhuǎn)移電荷相等，所以電池中有ImolfT

由左（陽極）向右（陰極）移動，故C正確；

D.給鍍件鍍銅時，鍍件增重0.64g,則生成O.OlmolCu,轉(zhuǎn)移0.02mol電子，由放電時電極反應(yīng)式

Fe"+b^Fe2+可知，此時有0.02molFe3+被還原,故D正確；

故答案為：Ao

6.某研究所構(gòu)建了Zn-CO2新型二次電池，為減少CO2的排放和實現(xiàn)能源的開發(fā)利用提供了新的研究方向，

該電池以Zn和多孔Pd納米片為兩極材料，以KOH和NaCl溶液為電解液，工作原理如圖所示。下列說法

錯誤的是

—?放電

充電

雙極膜

A.b極電勢高于a極

B.當(dāng)雙極膜中離解1molH2O時，外電路轉(zhuǎn)移2mol電子

C.放電時，總反應(yīng)為：Zn+CO,+2OH-+2H2O=Zn（OH）^'+HCOOH

D.充電時，雙極膜中OFT移向b極，H+移向a極

【答案】B

【分析】本題主要考查原電池和電解原理，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)及電解

原理是解題關(guān)鍵。由圖示信息可知，放電時b極為正極，a極為負(fù)極，放電總反應(yīng)為

2

Zn+CO2+2OH+2H2O=Zn（OH）4+HCOOH,據(jù)此回答。

【詳解】A.由圖示信息可知，放電時b極為正極，a極為負(fù)極，b極電勢高于a極，故A正確;

B.當(dāng)雙極膜中離解ImolEO時，外電路轉(zhuǎn)移Imol電子，故B錯誤；

2

C.放電時，總反應(yīng)為：Zn+CO2+2OH-+2H2O=Zn（OH）4-+HCOOH,故C正確；

D.充電時，雙極膜中OH-移向b極（陽極），H+移向a極（陰極），故D正確；

故選Bo

7.一種新型Zn-NO2電池，可以有效地捕獲NO?,將其轉(zhuǎn)化為NO2,再將產(chǎn)生的NO］電解制NH：,裝置如圖

所示，下列說法正確的是

A.b為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作中電子的流向：afd,bfc

+

C.d電極的電極反應(yīng)式：NO--6e-+8H=NH：+2H2O

D.捕獲0.5molNC>2,c極產(chǎn)生2.8LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示可知：左側(cè)裝置自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，則該裝置為原電池，右側(cè)裝置為電解池。Zn電

極失去電子被氧化為ZU+,則a電極為負(fù)極，b電極為正極；c電極與正極相連，為陽極；d電極與電源負(fù)

極連接，為陰極，然后根據(jù)原電池、電解池原理分析解答。

【詳解】A.根據(jù)圖示信息，a為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯

誤；

B.a為原電池的負(fù)極，b為原電池的正極，c為電解池的陽極，d為電解池的陰極，電池工作中電子的流向:

a—>d,c—>b1B錯誤；

+

C.d為電解池的陰極，電極反應(yīng)式：NO；+6e-+8H=NH：+2H2O,C錯誤;

D.b電極，N元素化合價從+4價降為+3價，捕獲0.5molNC)2,轉(zhuǎn)移0.5mol電子，c極產(chǎn)生O.lZSmol。？，標(biāo)

準(zhǔn)狀況體積為2.8L,D正確；

答案選D。

8.一種自生酸和堿的電化學(xué)回收體系如圖所示。PO表示H』C?4等含磷微粒，HAP為

Ca10(PO4)6(OH)2(M=1004g/mol)。下列說法錯誤的是

A.a、c為陰離子交換膜，b為陽離子交換膜

B.X為H2s0”，將其泵入吸收室用于吸收NH3

C.當(dāng)電路中通過0.14mol電子，陰極增重10.04g

2+

D.in室可發(fā)生反應(yīng)：6H2PO；+14OH-+10Ca=Ca10(PO4)6(OH)2+12H2O

【答案】AC

【分析】由I室電極產(chǎn)生。2,皿室電極產(chǎn)生H2可知，左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，I室產(chǎn)生H+進(jìn)入II室溶

液，為了保證n室溶液電中性，脫鹽室中硫酸根離子進(jìn)入n室，II室物質(zhì)X為硫酸，故a膜為陽離子交換

膜，b膜為陰離子交換膜，II室硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,脫鹽室中硫酸根經(jīng)過b膜進(jìn)入II室，則Na+

通過c膜進(jìn)入HI室，c膜為陽離子交換膜。

【詳解】A.根據(jù)分析，a、c為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜，A錯誤;

B.根據(jù)分析可知，II室物質(zhì)X為硫酸，硫酸泵入吸收室用于吸收NH3,B正確；

C.III室電極為陰極，電極反應(yīng)式2H2。+2丁=耳T+2OH-,轉(zhuǎn)移0.14mol電子,共生成0.14molOH-,OH

除了生成羥基磷灰石，還要與鏤根反應(yīng)，根據(jù)6H2PO：+14OIT+10Ca2+=CaH)(PO4)6(C)H)2J+12H2。，當(dāng)

參與反應(yīng)的OH-少于0.14mol,生成的羥基磷灰石少于O.Olmol,0.01mol羥基磷灰石為10.04g,故陰極增重

小于10.04g,C錯誤；

D.HI室要生成羥基磷灰石，根據(jù)得失電子守恒及電荷守恒：

2+

6H2PO；+14OH-+10Ca=Ca10(PO4)6(OH)2^+12H2O,D正確；

答案選AC-

9.全鋼液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能系統(tǒng)，工作原理如圖。當(dāng)完成儲能時，右端儲液罐溶液為紫色。

下列說法錯誤的是

全鈕液流電池

離子種類VO；vo2+v3+v2+

顏色黃色藍(lán)色綠色紫色

A.放電時，正極顏色由黃色—藍(lán)色

B.放電時，H+由電極A-電極B

C.充電時，總反應(yīng)為V3++VC)2++H2O=VO；+V2++2H+

D.充電時，陽極反應(yīng)為VO2++H2。-e-=VO；+2H+

【答案】B

【分析】由題干信息可知，當(dāng)完成儲能時，右端儲液罐溶液為紫色，即充電完成后右端儲液罐主要為V2+,

說明充電時右端發(fā)生的電極反應(yīng)為：V3++e-=V2+,還原反應(yīng)，即右端為陰極，則有左端為陽極，發(fā)生氧化反

應(yīng)，電極反應(yīng)為：VO2++H2O-e=VO；+2H+,故放電時，VO；中V的化合價為+5,VCP+的化合價為+4,由

圖可知，正極上VO；發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成V02+,負(fù)極上V2+發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成V3+,正極

反應(yīng)為VO；+2H++e=VO2++H2。，負(fù)極反應(yīng)為V2+-e=V3+,則總反應(yīng)為VO；+V2++2H+=VC)2++v3++H2O,原

電池工作時，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，據(jù)此分析解答。

【詳解】A.放電時，正極反應(yīng)為VO；+2H++e=VO2++H2。，故正極顏色由黃色-藍(lán)色，A正確；

B.放電時，電極A為正極，電極B為負(fù)極，故H+由電極B一電極A,B錯誤;

C.由分析可知，充電時，總反應(yīng)為V3++VC）2++H2O=VO；+V2++2H+,C正確;

D.由分析可知，充電時，陽極反應(yīng)為VO"+H2O-e-=VO；+2H+,D正確;

故答案為：Bo

10.四甲基氫氧化鏤［（C&hNOH］常用作電子工業(yè)清洗劑。以四甲基氯化鏤［（CHskNCl］為原料，采用電

滲析法合成四甲基氫氧化鏤［仁珥）4NOH］,工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

太陽光^/干、

N型半導(dǎo)體

P型半導(dǎo)體

電極

光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置

X溶液

A.光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中n電極的電勢高于m電極

+

B.a電極反應(yīng)式為2(CH,)4N+2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T

C.若c、e均為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，則X為NaCl

D.每生成18.2g儲凡）4NOH,理論上兩極共產(chǎn)生氣體4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

【答案】D

【分析】由裝置可知左側(cè)電解池中由當(dāng)凡）,NOH稀溶液生成儲旦入NOH濃溶液，則仁凡1N+應(yīng)通過c

膜進(jìn)入左側(cè)，并在a電極上發(fā)生反應(yīng)2（CH3）“N++2H2。+2片=2已旦）4?^011+凡個，則a電極為陰極，b

電極為陽極，n為正極，m為負(fù)極，據(jù)此分析解答。

【詳解】A.由以上分析可知n為正極，m為負(fù)極，正極電勢高于負(fù)極電勢，則n電極的電勢高于m電極，

A正確；

B.a為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成（CHjhNOH,電極反應(yīng)為：

+

2（CH3）4N+2H2O+2e--2（CH3）4NOH+H2T,B正確；

C.由圖中信息可知，Na+通過e膜，Cl-通過d膜，仁旦）,N+通過c膜，貝Uc、e為陽離子交換膜，d為陰

離子交換膜，X為NaCl,C正確；

D.18.2g(CH3)4NOH物質(zhì)的量為：藍(lán)器=0.2mol,a電極發(fā)生反應(yīng)為：

+

2(CH3)4N+2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2T,0.2mol(CH,)4NOH,生成O.lmolH2,轉(zhuǎn)移0.2mol電子，b

電極發(fā)生反應(yīng)：4OH'4e-=。2個+2凡0,根據(jù)得失電子，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，產(chǎn)生0.5molC>2,所以生成的氣

體總體積為：O.15x22.4=3.36L,D錯誤；

故選：D。

11.在工業(yè)中電化學(xué)處理有機(jī)廢水是一種高效綠色的氧化技術(shù)，可用于海水的淡化，其原理示意圖如下。

下列說法正確的是

A.X為陽離子交換膜

B.一段時間后，b極附近pH降低

C.a極反應(yīng)式為CH3COO-8e+7OH=2CO2T+5H2O

D.當(dāng)電路通過0.2mol電子時，正極區(qū)質(zhì)量增加6.2g

【答案】D

【分析】由該裝置可獲得電能可知，為原電池裝置，原電池工作時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反

應(yīng)，根據(jù)題圖可知，a極上CH3coO轉(zhuǎn)化為CO2和H+,碳元素被氧化，所以a極為該原電池負(fù)極，b極為

正極，據(jù)此分析解答。

【詳解】A.原電池中，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，為了實現(xiàn)海水淡化，模擬海水中的氯離子需要

移向負(fù)極(即a電極)，則X膜為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極(即b電極)，則Y膜為陽離子交換膜，

故A錯誤；

B.b極為正極，b電極上發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e=4OH-,b極附近pH升高，故B錯誤;

+

C.a極電解質(zhì)呈弱酸性，電極方程式為：CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,故C錯誤；

D.當(dāng)電路通過0.2mol電子時，正極消耗0.05mol氧氣，增加質(zhì)量1.6g,同時流入0.2mol鈉離子，增加質(zhì)量

4.6g,正極區(qū)質(zhì)量共增加1.6+4.6=6.2g,故D正確;

故選：D。

12.電解苯酚的乙懵(CH3CN)水溶液可在電極上直接合成撲熱息痛(7/)，電極材料均為石墨。

已知：裝置工作時，電極a上有生成且能逸出；雙極膜中間層中的H?。解離為H+和OIF,并分別通過

其中的陽離子交換膜、陰離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。下列說法正確的是

甲乙丙

三省撲熱息痛R

[HzCh和KOH三理。而睦0三三耳酚+CH3c定三

二混合液二二混合液二

雙極膜

A.該裝置中雙極膜左側(cè)為陽離子交換膜

B.裝置工作時，丙池中陰極區(qū)附近溶液的pH保持不變

H

H0

N.+2H+

C.電極C的電極反應(yīng)式為OH+CH3CN+H2O-2e-

D.每合成Imol撲熱息痛，理論上甲室中溶液的質(zhì)量減少32g

【答案】C

【分析】根據(jù)題意可知丙為電解池，則左側(cè)為原電池，裝置工作時，電極a上有生成且能逸出，則發(fā)生

電極反應(yīng)為：H2O2+2OH-2e=O2+2H2O,則電極a為負(fù)極，電極b為正極，電極c為陽極，電極d為陰

極，據(jù)此解答。

【詳解】A.電極a為負(fù)極，結(jié)合電極反應(yīng)，雙極膜中的OIF應(yīng)向左側(cè)移動，則左側(cè)為陰離子交換膜，故A

錯誤;

B.丙中d為陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=2。才+凡個，則陰極區(qū)附近pH增大，故B錯誤;

H

HO+2H+

V；故C

C.電極c為陽極，電極反應(yīng)為《OH+CH3CN+H2O-2e--?

正確；

D.由C中電極反應(yīng)可知，每合成Imol撲熱息痛，電路中轉(zhuǎn)移2moi電子，結(jié)合電極a反應(yīng)可知甲室生成

Imol氧氣，同時有2moiOIF轉(zhuǎn)入，則甲室質(zhì)量增加2g,故D錯誤；

故選：Co

13.裝置甲是某可充電電池的示意圖，該電池放電時的總反應(yīng)為2K2s2+KL=K2s4+3KI。

/K

離子產(chǎn)"j

［電解質(zhì)專電解質(zhì)］100mL100mL

O.lmolL1NaCl溶液

CuSC>4溶液

甲乙丙

圖中的離子交換膜只允許K+通過，C、D、F均為石墨電極，E為銅電極。工作一段時間后，斷開K,此時

E電極質(zhì)量減少1.28g。

下列說法正確的是

A.電池工作過程中K+通過離子交換膜向左側(cè)移動

B.裝置乙中C電極產(chǎn)生的氣體是。2,體積為112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

C.裝置乙工作過程中溶液pH先減小后不變

D.裝置丙中F電極的電極反應(yīng)式為2H2。+26-=凡個+2011-

【答案】D

【分析】斷開K,C、D兩電極產(chǎn)生的氣體體積相同，E電極質(zhì)量減少1.28g,則E電極是陽極，F(xiàn)電極是陰

極，裝置乙溶液中銅離子全部析出、氫離子得到電子生成氫氣，C電極是陽極，D電極是陰極，因此裝置甲

中A電極為電池的負(fù)極，B電極是正極。

【詳解】A.原電池中陽離子從負(fù)極移向正極，即K+由左側(cè)透過離子交換膜移向右側(cè)，故A項錯誤；

B.C電極是陽極，溶液中水電離出的氫氧根離子放電，則C電極的電極反應(yīng)式為OH-—45=。2廿2H2。，

128

導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是：——