2020版高考化学一轮复习第六章高考热点微专题系列（七）课件新人教版.pptx

高考热点微专题系列(七) 串联电池与膜电池常考题型面面观,一、串联电解 【典题精析晓一通百】 【典题】(2019昆明模拟)某实验小组设计如下实验装置探究电化学原理,装置中Zn电极产生ZnO,下列说法正确的是 ( ),A.Cu电极质量增加 B.装置将化学能转变为电能 C.装置中OH-向多孔电极移动 D.多孔电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,【精析】A.装置中Zn电极产生ZnO,该装置是原电池,锌电极是负极,通入空气的电极是正极,因此装置是电解池,其中锌电极是阴极,Cu电极是阳极,电极溶解,质量减小,A错误;B.装置将电能转变为化学能,B错误;C.装置中OH-向负极,即向锌电极移动,C错误;D.多孔电极是正极,发生氧气得到电子的还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,D正确。,答案:D,【答题策略思睿观通】 1.“串联”电池 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串连在一起综合考查电化学知识是高考命题的热点,该类题目能够考查学生对解题方法的掌握情况,需要学生具有缜密的思维能力及巧妙的处理数据能力。,2.“串联”电池的解题流程,【类题精练触类旁通】 1.某化学学习小组学习电化学后,设计了下面的实验装置图:,下列有关该装置图的说法中正确的是 ( ) A.合上电键后,盐桥中的阳离子向甲池移动 B.合上电键后,丙池为电镀银的电镀池,可在石墨表面镀银 C.合上电键后一段时间,丙池中溶液的pH增大 D.合上电键后,甲池中锌电极为原电池负极,【解析】选D。合上电键后,甲乙形成原电池,乙池为正 极,阳离子向正极移动,所以盐桥中的阳离子向乙池移 动,A错误;合上电键后,丙中银电极上析出银,石墨电极 上氢氧根离子放电,电解池发生的反应为电解硝酸银溶 液:2H2O+4AgNO3 4Ag+O2+4HNO3 ,B错误,同理,反 应生成硝酸,溶液的pH减小,C错误;合上电键后,甲池中 发生氧化反应,锌电极为原电池负极,故D正确。,2.用如下图所示的装置进行电解,通电一会儿,发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。,(1)E为电源的_极,F为电源的_极。 (2)A中发生反应的化学方程式为_。 (3)在B中观察到的现象是_。 (4)D端的电极反应式为_。,【解析】本题实质上是三个电解装置串联,首先判断电源的正、负极,E为负极,F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极,发生的反应为:Cu-2e-=Cu2+,石墨为阴极,发生的电极反应为:2H+2e-=H2,由于水电离出的H+放电,所以溶液中的c(OH-)c(H+),故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极,发生电极反应为2H+2e-=H2。,答案:(1)负 正 (2)4AgNO3+2H2O 4Ag+4HNO3+O2 (3)铜片溶解,石墨电极上有气体生成,溶液中有蓝色沉 淀生成 (4)2H+2e-=H2,二、离子交换膜在电化学中的应用 【典题精析晓一通百】 【典题】(2019商丘模拟)厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理,同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。下列有关说法中正确的是 ( ),A.交换膜为阴离子交换膜,A-从浓缩室通过向阳极移动 B.交换膜为阴离子交换膜,H+从浓缩室通过向阴极移动 C.阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=4H+O2,D.400 mL 0.1 molL-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升到0.6 molL-1,则阴极上产生的H2在标准状况下的体积为4.48 L,【精析】阳极OH-放电,c(H+)增大,H+从阳极通过交换 膜(阳离子交换膜)进入浓缩室,根据电解原理,电解池中的阴离子移向阳极,即A-通过交换膜(阴离子交 换膜)从阴极进入浓缩室,这样:H+A-=HA,乳酸浓度 增大,A、B项错误;阳极上是阴离子氢氧根离子发生失 电子的氧化反应,电极反应式为:2H2O-4e-=4H+O2, C项正确;在阳极上发生电极反应:,4OH-4e-=2H2O+O2,阴极上发生电极反应: 2H+2e-=H2,根据电极反应方程式,则有HAH+ H2,生成HA的物质的量是(0.6-0.1)molL-10.4 L =0.2 mol,所以产生的氢气是0.1 mol,即 0.1 mol22.4 Lmol-1=2.24 L,D项错误。,答案:C,【答题策略思睿观通】 1.离子交换膜的主要作用 (1)平衡膜两侧电荷,得到稳定电流。 (2)阻隔某些离子或分子,防止某些副反应的发生。 (3)确定电极,制备某些特定产品。 (4)除去污水中的离子,资源再利用。,2.答题三步骤 第一步,分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步,写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向。 第三步,分析隔膜作用。,【类题精练触类旁通】 1.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是 ( ),A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后,甲池的c( )减小 C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持 溶液中电荷平衡,【解析】选C。金属活动性ZnCu,Zn为负极,失电子发 生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,Cu为正极,得电子发生还 原反应Cu2+2e-=Cu,A错误;Zn2+由甲池通过阳离子 交换膜进入乙池,乙池中Cu2+被Zn2+代替,摩尔质量 M(Zn2+)M(Cu2+),c( )不变,乙池溶液的总质量增 加,B错误,C正确;阳离子交换膜只允许阳离子和水分子 通过,阴离子并不通过交换膜,D错误。,2.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示),电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是 ( ),A.充电时电极a连接电源的负极 B.放电时负极的电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+ C.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应,【解析】选A 。在充电时,电能转化为化学能,相当于 电解池;放电时,化学能转化为电能,相当于原电池。可 先分析原电池的正、负极反应式,再分析放电现象或原 理,正、负极电极反应式的逆反应就是电解池的阳、阴 极反应式,由此分析充电时反应现象或原理。由图示信 息和原电池工作原理知,Zn失去电子,发生氧化反 应,Zn-2e-=Zn2+,b为原电池的负极,B正确;充电时,b极发生还原反应,作电解池阴极,外接电源负极,a应外 接电源正极,A错误;放电时a极为正极,发生还原反 应,Br2+2e-=2Br-,阳离子通过交换膜进入左侧平衡电荷,C正确;阳离子交换膜只允许阳离子通过,不允许 分子和阴离子通过,有效避免Br2与Zn直接发生反应, D正确。,3.新型的乙醇电池结构如图所示,它用碘酸类质子溶剂, 在200 左右时供电,其效率比甲醇电池高出32倍,且 更安全。已知电池总反应式为:C2H5OH+3O2 2CO2 +3H2O。下列说法不正确的是 ( ),A.a极为电池的负极,该电极发生氧化反应 B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极 C.电池正极的电极反应式为:O2+2H2O + 4e-=4OH- D.电池工作时,1 mol C2H5OH被氧化转移12 mol电子,【解析】选C。乙醇燃料电池,质子即H+透过质子交换膜,从a流向b,氧气通入的一极b为正极,在碘酸类质子(H+)溶剂中发生还原反应,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故C错,则a为负极,负极发生氧化反应,电流由正极流向负极,即由b到a。由于乙醇化合价较复杂,1 mol C2H5OH转移的电子,就是3 mol O2得到的,即为12 mol,所以符合题意的选项为C。,4.(新题预测)中国第二化工设计院提出,用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理,其原理示意如图(质子膜允许H+和H2O通过),下列相关判断正确的是 ( ),A.电极为阴极,电极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2 B.电解池中质子从电极向电极作定向移动 C.吸收塔中的反应为:2NO+2S2 +H2O=N2+4HS D.每处理1 mol NO电解池质量减少16 g,【解析】选C。电极为阴极,阴极上是HS 获得电子 生成S2 ,酸性条件下还生成水,电极反应式为: 2HS +2H+2e-=S2 +2H2O,故A错误;电解池中质子 从电极向电极作定向移动,故B错误;吸收池中S2 与NO反应生成N2与HS ,反应离子方程式为:2NO+2S2 +H2O=N2+4HS ,故C正确;电解池中发生的反应: 4HS =2H2O+O2+2S2 ,结合吸收塔中的反应:,2NO+ 2S2 +H2O=N2+4HS ,得关系式:2NOO2 4H+,每处理1 mol NO电解池质量减少16 g O2和2 g H+, 共18 g,故D错误。,5.(2019临沂模拟)双极膜(BP)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl,其工作原理如图所示,M、N为离子交换膜。,下列说法错误的是 ( ) A.阴极室发生的反应为:2H+2e-=H2 B.M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜 C.若去掉双极膜(BP),阳极室会有Cl2生成 D.电路中每转移1