第22讲多池多室的电化学装置分析（原卷版）

第22讲多池、多室的电化学装置1．用惰性电极电解CuCl2和CuSO4的混合溶液（物质的量浓度均为0.1mol·L－1）500mL，当阴极析出4.8g固体时，在阳极可得到标准状况下的气体体积为（）A.1.68LB．1.4LC.3.36LD．2.24L2．聚合硫酸铁{PFS，[Fe4（OH）2n（SO4）（6－n）]m}是一种性能优越的无机高分子混凝剂，利用双极膜（BP，由一张阳膜和一张阴膜复合制成，在直流电场作用下将中间层中的H2O解离成OH－和H＋，作为H＋和OH－的离子源）电渗析法制备PFS的装置如图所示，下列说法错误的是（）A.X极上发生的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B.“室1”和“室3”得到的产品为H2SO4和K2SO4的混合液C.“室2”和“室4”得到的产品为浓PFSD.双极膜向“室2”和“室4”中提供OH－3．利用如图所示装置可以实现吸收一定量SO2气体后的钠碱脱硫液（NaOH＋Na2SO3）的“循环再生”。下列说法正确的是（）A.m为阴膜B.出液1的溶质主要是H2SO3C.出液2的pH大于进液2的pHD.当电路中转移0.2mol电子时，a电极产生标准状况下1.12L气体4．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是（）A.电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移B.电极b上反应为CO2＋8HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－8e－=CH4＋8COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2OC.电解过程中化学能转化为电能D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变5．电解精制的浓缩海水制备酸碱的工作原理如图所示。其中a、c为离子交换膜，BP为双极膜（在直流电场作用下，双极膜层间的水会解离为H＋和OH－，分别迁移到双极膜两侧）。下列说法正确的是（）A.a、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜B.电流流向：电源正极→X电极→Y电极→电源负极C.若去掉X电极与a之间的双极膜，X电极区产物不变D.若外电路中通过1mol电子，双极膜内有4molH2O发生解离6．天津大学研究团队以KOH溶液为电解质溶液，CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物（RCN，R代表烃基）的装置如图所示。下列说法正确的是（）A.CoP极连接直流电源的正极B.Ni2P极的电极反应式为RCH2NH2＋4e－＋4OH－=RCN＋4H2OC.离子交换膜是阳离子交换膜D.合成1mol偶氮化合物转移8mol电子7．如图为某二次电池充电时的工作原理示意图，该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法错误的是（）A.放电时，负极反应式为Bi－3e－＋H2O＋Cl－=BiOCl＋2H＋B.放电时，每生成1molBi消耗1.5molNa3Ti2（PO4）3C.充电时，a极为电源正极D.充电时，电解质溶液的pH减小8．(双选)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如下图所示。下列说法不正确的是（）A.离子交换膜应为阴离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移B.该燃料电池的负极反应式为BHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8OH－－8e－=BOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6H2OC.电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D.每消耗2.24LO2（标准状况）时，A电极的质量减轻12.8g9．(双选)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚（CH3OCH3）—空气燃料电池。下列推断正确的是（）A.Y极充入空气B.电子移动方向：X→W→溶液→Z→YC.电解后，乙装置右池中c（NaOH）减小D.Z极反应式为S2－－2e－=S↓10．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是（）A.出口2的产物为HBr溶液B.出口5的产物为硫酸溶液C.Br－可从盐室最终进入阳极液中D.阴极电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑二、非选择题11．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图1是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。（1）甲中负极的电极反应式为。（2）乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为。（3）丙装置的溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2，则图中②线表示的是的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要mL0.5mol·L－1NaOH溶液。12．肼（N2H4）—空气碱性燃料电池放电效率高，以该电池为电源模拟工业制烧碱，装置如图所示：回答下列问题：（1）乙装置的能量转化形式主要是。（2）乙装置中离子交换膜的类型是（填字母）。A.质子交换膜B．阳离子交换膜C.阴离子交换膜（3）铂电极的名称是（填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”）。（4）写出铜电极的电极反应式：。（5）电解过程中，石墨电极附近溶液的pH减小，其原因是（用化学用语和必要的文字说明）。（6）若铂电极上有4.48LO2（标准状况）发生反应，装置的电流效率为80%，理论上制备纯度为96%的烧碱g（结果保留1位小数）。13．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)废水，如图所示，电解过程中溶液中发生反应：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(甲)(乙)(1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅱ是电池的________极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为________________________________________________________________________________。(2)工作时，甲池内的NOeq\o\al(－,3)向________电极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨