07第七单元05素养提升练(十一)模型认知-电化学中的“多池”与“多室”【正文】

素养提升练(十一)模型认知——电化学中的“多池”与“多室”探究点一多池串联电化学装置及分析1.[2024·山东齐鲁名校联盟联考]钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池,用它作电源按下图装置进行电解。通电后,a电极上一直有气泡产生;d电极附近先出现白色沉淀(CuCl),后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C,下列有关叙述正确的是()A.Li1-xCoO2作负极,失电子B.当外电路中转移0.2mol电子时,理论上装置Ⅰ中加入100mL2mol·L-1盐酸可复原C.电极d为阴极,电解过程中发生反应Cu+Cl--e-CuClD.随着电解的进行,U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl+OH-CuOH+Cl-2.[2023·山东济南历城二中模拟]羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置,实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是 ()A.a极1molCr2O72-参与反应,理论上NaCl溶液中减少的离子数为B.电池工作时,b极附近pH减小C.右侧装置中,c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7∶3D.d极区苯酚被氧化的方程式为C6H5OH+28·OH6CO2↑+17H2O3.MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生,通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果,其耦合系统原理示意图如图所示。下列说法中错误的是 ()A.标准状况下,乙池中消耗22.4LO2时,可以产生2mol·OHB.甲池是将化学能转化为电能的装置,其中a电极上发生氧化反应C.电子移动方向为a→Y,X→bD.乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2++H2O2+H+Fe3++H2O+·OH4.[2023·湖北武汉部分重点学校联考]认真观察下列装置,下列说法错误的是 ()A.装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2HB.装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑C.若在装置D中生成0.2molFe(OH)3,则消耗水分子的物质的量共为0.4molD.若装置E的目的是在Cu材料上镀银,则极板M的材料为Cu探究点二“多室”电化学装置及分析5.[2024·山东聊城期初调研]1,5-戊二胺()是生物法制备尼龙材料的重要原料,利用双极膜(BPM)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1,5-戊二胺硫酸盐(含SO42-和)转换为1,5-戊二胺,实现无害化提取,工作原理如图所示。下列说法错误的是 (A.a极的电势比b极的低B.m膜为阳离子交换膜,n膜为阴离子交换膜C.电解过程中,H2SO4极室溶液的pH逐渐减小D.b极区每生成11.2L气体(标准状况),理论上可生成2mol1,5-戊二胺6.电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如图所示。下列说法中不正确的是 ()A.阴极产生的物质A是H2B.溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移C.阳极H2O放电,H+浓度增大,CO32-D.物质B是NaCl,其作用是增强溶液导电性7.我国科学家采用碳基电极材料设计了一种新的电解氯化氢回收氯气的工艺方案,原理如图所示。下列说法错误的是 ()A.a是电源的正极B.阴极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+C.电路中每转移1mole-,理论上可以回收氯气11.2L(标准状况)D.该工艺涉及的总反应为4HCl+O22Cl2+2H2O8.[2023·山东临沂期初调研]某课题研究小组设计如图所示装置(电极材料均为Pt),该装置可将工业废水中的乙胺(CH3CH2NH2)转化为无毒无害物质。下列说法中错误的是 ()A.电极N为电池的负极B.电池工作时,H+由N极区通过质子交换膜移动到M极区C.电极N的电极反应式为2CH3CH2NH2+8H2O-30e-4CO2↑+N2↑+30H+D.当空气(氧气体积分数为20%)的进入量为7.5mol时,可以处理含乙胺(质量分数为9%)的废水0.1kg9.[2023·湖南郴州质量检测]某科研小组利用如图所示装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。其中锌板处发生的反应有:①Zn-2e-Zn2+;②Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-;③[Zn(OH)4]2-ZnO+2OH-+H2O。下列说法不正确的是 ()A.电极a的电势高于电极b的电势B.放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变,OH-从左室流向右室C.电极a上发生的电极反应为C2H2+2H2O+2e-C2H4+2OH-D.电解足量CuSO4溶液,理论上消耗2.24L(标准状况)C2H2时,生成6.4gCu10.某有色金属工业的高盐废水中主要含有H+、Cu2+、Zn2+、SO42-、F-和Cl-,利用如图所示电解装置可回收ZnSO4、CuSO4并尽可能除去F-和Cl-,其中双极膜(BP)中间层的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移,M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是 A.BP膜中H+均向右侧溶液迁移,M膜为一价阴离子交换膜B.溶液a的溶质主要为HF和HCl,溶液b的溶质主要为ZnSO4和CuSO4C.当阳极产生22.4L气体(标准状况)时,有4mol离子通过N膜D.电解过程中,应控制高盐废水的pH不能过高探究点三多池与多室中的电子守恒计算11.[2023·福建南平三模]双极膜(BP)是一种能将水分子解离成H+和OH-的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 ()A.M为阴离子交换膜,乙为OH-B.电极a的电极反应式为2H++2e-H2↑C.电流密度过大,会使PFS产品含量降低D.若制得1mol[Fe(OH)SO4]3,理论上转移的电子为2mol12.西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池,通过自供电实现NO2-转化为NH3,装置如图所示。下列说法错误的是 (A.b电极为原电池的正极B.装置工作时c极区溶液的pH减小C.d电极反应式为NO2-+7H++6e-NH3+2H2D.装置工作时,若消耗6.5gZn,理论上能得到0.2molNH313.[2023·广东汕头模拟]研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法正确的是 ()A.光照强度大小不影响KIO3的制备速率B.右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极C.电极N处发生电极反应:S+4H2O-6e-SO42-D.不考虑损耗,电路中每消耗1molO2,理论上Q极可制得342.4gKIO314.[2024·湖南永州模拟]相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶