人教版高考化学一轮总复习精品课件 第6章 化学反应与能量 第33讲 多池(或多室)电化学装置及分析 (3).pptVIP

[对点训练3](2023·辽宁大连模拟)为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合K1和K3、打开K2时,装置处于蓄电状态;当打开K1和K3、闭合K2时,装置处于放电状态。放电时,双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是()A.蓄电时,碳锰电极附近溶液pH减小B.蓄电时,图中右侧电解池发生的总反应为2ZnO2Zn+O2↑C.放电时,每消耗1molMnO2,理论上有4molH+由双极膜向碳锰电极迁移D.理论上,该电化学装置运行过程中不需要补充H2SO4和KOHC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.(2023·四川成都模拟)科研工作者利用双功能催化剂实现了室温条件下电催化联合制备氨气和硝酸。下列说法错误的是()A.X端为化学电源的负极B.b极的电极反应式为C.理论上a、b电极消耗N2速率相等D.离子交换膜可以是质子交换膜C解析因为a电极氮元素化合价降低,氮气得电子,所以a极为阴极,X端为化学电源的负极,A正确;理论上a、b电极得失电子数相等,但a极上1molN2得到6mol电子,b极上1molN2失去10mol电子,所以消耗N2速率不相等,C错误;离子交换膜可以是质子交换膜,b极产生的质子通过交换膜进入a极区,D正确。2.如图所示,甲池的总反应式为N2H4+O2═N2+2H2O,下列关于该装置工作时的说法正确的是()A.该装置工作时,Ag电极上有气体生成B.甲池中负极反应式为N2H4-4e-═N2+4H+C.甲池和乙池中溶液的pH均减小D.当甲池中消耗3.2gN2H4时,乙池中理论上最多产生6.4g固体C解析该装置图中,甲池为燃料电池,其中左边电极为负极,右边电极为正极,乙池为电解池,石墨电极为阳极,Ag电极为阴极,阴极上Cu2+得电子生成铜,无气体生成,A错误;甲池溶液呈碱性,电极反应式不出现H+,B错误;根据甲池的总反应式可知有水生成,电解液被稀释,故碱性减弱,pH减小,乙池的总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解液酸性增强,pH减小,C正确;3.2gN2H4的物质的量为0.1mol,转移电子的物质的量为0.4mol,产生0.2molCu,质量为12.8g,D错误。进阶2练热点·提素能3.(2024·七省适应性测试黑龙江、吉林化学,11)如图,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-═H2↑)或氧化反应(H2-2e-═2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是()BA.1与2相连,盐桥1中阳离子向b电极移动B.2与3相连,电池反应为2Ag+2I-+2H+═2AgI+H2↑C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量D.1与2、2与3相连,b电极均为e-流出极解析1与2相连,左侧两池构成原电池,a电极质量减小,AgCl转化为Ag,说明a电极为正极,b电极为负极,b电极反应为H2-2e-═2H+;2与3相连,右侧两池构成原电池,c电极质量增大,Ag转化为AgI,说明c电极为负极,b电极为正极,b电极反应为2H++2e-═H2↑。1与2相连,a电极为正极,b电极为负极,盐桥1中阳离子向a电极移动,A错误;2与3相连,右侧两池构成原电池,c电极质量增大,Ag转化为AgI,说明c电极为负极,b电极为正极,b电极生成氢气,电池反应为2Ag+2I-+2H+═2AgI+H2↑,B正确;1与3相连,由于AgI更难溶,AgCl转化为AgI,a电极为正极,AgCl转化为Ag,a电极质量减小,c电极为负极,Ag转化为AgI,c电极质量增加,a电极减小的质量小于c电极增大的质量,C错误;1与2相连,b电极为负极,b电极为e-流出极,2与3相连,c电极为负极,c电极为e-流出极,D错误。由分析可知,电池工作时,N电极为正极,锂离子作用下Li1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++