专题42 多池串联 十年（2015-2024）高考化学真题分类汇编(解析版).docx

2013-2024年十年高考真题汇编

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专题42多池串联与膜装置

考点

十年考情（2015-2024）

命题趋势

考点1多池串联装置

2022?山东卷

交换膜隔离两种电解质溶液，避免负极材料与能发生反应的电解质溶液直接接触，能提高电流效率。这类试题均以“文字叙述+离子交换膜+电化学装置图”的方式呈现，考查的并不是离子交换膜的具体结构，而是以离子交换膜在化学电源、电解制备物质或电渗析等方面的实际应用为载体，考查电化学基础知识及基本的化学思想与方法。

考点2单膜装置

2023?山东卷、2020?山东卷、2016·浙江理综、2015·天津卷

考点3双膜装置

2022?全国甲卷、2021?广东选择性卷、2021?天津卷、2020?山东卷、2016·全国I卷

考点1多池串联装置

1．(2022?山东卷，13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（）

A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-

D．若甲室Co2+减少，乙室Co2+增加，则此时已进行过溶液转移

【答案】BD

【解析】A项，依据题意右侧装置为原电池，电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；B项，对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2+，同时得到Li+，其中的O与溶液中的H+结合H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C项，电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误；D项，若甲室Co2+减少200mg，电子转移物质的量为n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，转移电子的物质的量为n(e-)=，说明此时已进行过溶液转移，D正确；故选BD。

考点2单膜装置

1．(2023?山东卷，11)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是（）

A．甲室Cu电极为正极

B．隔膜为阳离子膜

C．电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+

D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响

【答案】CD

【解析】A项，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成[Cu(NH3)4]2+，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；B项，再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C项，左侧负极是Cu+4NH3-2e-=[Cu(NH3)4]2+，正极是Cu2++2e-=Cu，则电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+，故C正确；D项，NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。故选CD。

2．(2020?山东卷，13)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()

A．阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑

B．电解一段时间后，阳极室的pH未变

C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量

【答案】D

【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A项，依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意；B项，电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；C项，有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D项，电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消