鲁科版高考化学一轮总复习精品课件 第6章 化学反应与能量转化 第33讲 多池(或多室)电化学装置及分析.ppt

思维建模1.分析“多室”电解池类题目的思维流程2.判断离子交换膜种类的方法(1)判断离子交换膜的用途是制取物质,还是避免电极产物之间发生反应。(2)根据电解质溶液呈电中性的原则,判断离子交换膜的种类。明确电极反应及产物,写出阴、阳极上的电极反应式。(3)依据电极反应式判断该电极附近剩余哪种离子,考虑交换膜的用途,结合溶液呈电中性的原则,判断离子移动的方向,确定离子交换膜的种类。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.目前工业废水处理备受关注。我国科研人员设计了一种通过内部物质循环处理含有机物Cm(H2O)n的废水的实验装置,其工作原理如图所示,其中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。图中·OH表示电中性的自由基。下列说法错误的是()CA.循环利用的气体X为O2B.工作时两极区H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度均逐渐减小C.相同时间内,理论上生成CO2的物质的量小于生成O2的物质的量D.工作时需向催化电极M区补充适量气体X解析由图可知,催化电极M为O2结合H+发生还原反应,该极为电解池的阴极。M极消耗O2,而N极产生的O2可循环利用,所以X为O2,A项正确;M极为阴极,电极反应为O2+2e-+2H+═2·OH,·OH与Cm(H2O)n反应生成CO2和水,双极膜中产生的H+会透过膜p进入H2SO4溶液,故H2SO4的物质的量不变,但反应中有水生成,故浓度减小,同理,N极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,双极膜中的OH-进入NaOH溶液,反应中有水生成,NaOH溶液的浓度减小,B项正确;由得失电子守恒可得关系式mCO2~Cm(H2O)n~mO2,即生成CO2的物质的量等于生成O2的物质的量,C项错误;M极其他还原物质可能消耗O2,所以需要适量补充O2,D项正确。2.在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路,有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨,当有电流泄漏入潮湿的土壤中,并与金属管道或铁轨形成回路时,就会引起后者的腐蚀。该原理简化如图1所示。下列有关说法不正确的是()CA.图1装置可看作两个串联电解装置,图2所示环境中,铁被腐蚀速率:ⅠⅢⅡB.图1溶液中铁丝被腐蚀时,左侧有无色气体产生,附近产生少量白色沉淀,随后变为灰绿色C.图1溶液中铁丝左端电极反应为Fe-2e-═Fe2+,图2的Ⅱ中的铁主要发生了析氢腐蚀D.地下管线被腐蚀,不易发现,维修也不便,故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)图1图2解析图1装置中,左边铁与正极相连为阳极,铁丝左边应为阴极,形成电解装置,铁丝右边为阳极,右边的铁为阴极又组成电解装置,所以可理解为两个串联电解装置;图2所示环境中,Ⅰ形成原电池,铁为负极,腐蚀速率增大,Ⅱ中形成原电池,锌为负极,铁得到保护,则铁被腐蚀速率:ⅠⅢⅡ,故A正确。图1装置中,左边铁与正极相连为阳极,电极反应为Fe-2e-═Fe2+,铁丝左边应为阴极,电极反应为2H2O+2e-═H2↑+2OH-,OH-与阳极生成的Fe2+结合生成白色的氢氧化亚铁沉淀,随后变成灰绿色,故B正确。图1溶液中铁丝右端电极反应为Fe-2e-═Fe2+,图2的Ⅱ中的铁为正极,得到保护,故C错误。地下管线被腐蚀,不易发现,维修也不便,故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等),将金属与土壤隔开,故D正确。进阶2练热点·提素能3.(2024·山东临沂模拟)LiFePO4电池是一种新型锂离子电池,其工作原理为LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6。充放电时,Li+在正极材料上嵌入或脱嵌,随之在石墨中发生了LixC6的生成与解离。利用LiFePO4电池可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,其回收利用装置如图所示。下列说法不正确的是()A.放电时电池内部Li+向正极移动B.电池工作时,正极反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4C.转化为硫酸铵时,M与b相接,N与a相接D.该装置实际工作过程中需要在C处补充适量H2SO4D4.(2023·山西忻州一模)镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)性质相似,工业上可通过电化学装置将废水中的Co2+和Ni2+分离,装置如图。已知Co2+和乙酰丙酮不反应,下列说法错误的是()A.膜a为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜B.通电过程中Ⅳ室内硫酸浓度逐渐增大C.Ⅲ室中Ni2+参与的反应为Ni2++2CH3COCH2COCH3+2OH-═Ni(CH3COCHCOCH3)2+2H2OD.通电过程中N极每产生11.2L(标准状况下)气体,双极膜内减少18gH2OB解析根据电解池中离子移动方向,左侧石墨M为