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第31講
多池、多室的電化學裝置
診斷性評價
(2021·廣東，16)鈷(Co)的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是
A.工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B.生成1 mol Co，Ⅰ室溶液質量理論上減少16 g
C.移除兩交換膜后，石墨電極上發生的反應不變
√
一、多池串聯模型
外接電源與電解池的串聯
原電池與電解池的串聯
正接正，負接負
陰陽交替
轉移電子數相等
如圖所示，甲池的總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列關于該裝置工作時的說法正確的是
A.該裝置工作時，Ag電極上有氣體生成
B.甲池中負極反應式為N2H4－4e－===
N2＋4H＋
C.甲池和乙池中溶液的pH均減小
D.當甲池中消耗3.2 g N2H4時，乙池中理
論上最多產生6.4 g固體
√
在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時，銅電極的質量增加2.16 g。
(1)電源中X為直流電源的______極。
負
(2)pH變化：A________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，B________，C________。
增大
減小
不變
(3)通電5 min時，B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為_______________(設電解前后溶液體積無變化)。
0.025 mol·L－1
(4)常溫下，若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為______(設電解前后溶液體積無變化)。
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二、多室裝置模型
分析某室pH的變化，既要考慮該區(或該電極)的化學反應，又要考慮通過“交換膜”的離子。
我國科學家開發出了一種Zn-NO電池系統，該電池具有同時合成氨和對外供電的功能，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是
A.電極電勢：Zn/ZnO電極B.Zn/ZnO電極的反應式為Zn－2e－＋2OH－
===ZnO＋H2O
C.電池工作一段時間后，正極區溶液的pH
減小
D.電子流向：Zn/ZnO電極→負載→MoS2電極
√
分析某室濃度的變化，既要考慮通過“交換膜”的離子，又要考慮水作為反應物或生成物的問題。
我國科研工作者提出通過電解原理聯合制備環氧乙烷同時處理酸性含鉻廢水，其工作原理如圖所示。其中雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜組成，工作時內層H2O解離為H＋和OH－，并分別向兩極遷移。下列說法正確的是
A.電極a上的電勢高于電極b上的電勢
B.膜q為雙極膜中的陽離子交換膜
C.工作時，NaOH溶液濃度保持不變
D.每生成1 mol Cr3＋，酸性含鉻廢水質量理論上
增加3 g
√
分析某室質量的變化，既要考慮通過“交換膜”的離子，又要考慮電極反應是否有物質逃逸或沉積在電極上（溶液中的離子反應遵循質量守恒定律，考慮離子遷移即可）
外電路通過電子的n=電解質溶液中通過交換膜離子的n×離子所帶電荷數
電荷
守恒
下圖是用“海水河水”濃差電池(不考慮溶解氧的影響)電鍍銅的裝置示意圖，其中X、Y均為Ag/AgCl復合電極。下列說法錯誤的是
A.電子由X電極經導線流向鍍件
B.Y的電極反應式為AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C.電鍍池可以用石墨電極作陽極
D.鍍件增重6.4 g，理論上X極區模擬海水的
質量減少7.1 g
√
終結性評價
1.(2021·湖北，15)Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H＋濃度的增大會轉化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.電解時只允許H＋通過離子交換膜
B.生成O2和H2的質量比為8∶1
C.電解一段時間后陰極區溶液OH－的濃度增大
√
2.(2021·河北，9)K-O2電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，下列說法錯誤的是
A.隔膜允許K＋通過，不允許O2通過
B.放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，
b電極為陽極
C.產生1 Ah電量時，生成KO2的質量與消耗O2的質量
比值約為2.22
D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9 g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9 g水
√
3.(2022·山東，13改編)設計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環境pH穩定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉化為Co2＋，工作時保持厭氧環境，并定時將乙室溶液轉移至甲室。已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法錯誤的是
A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸減小
B.裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸
C.乙室電極反應式為LiCoO2＋2H2O＋e－===
Li＋＋Co2＋＋4OH－
D.若甲室Co2＋減少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，
則此時已進行過溶液轉移
√
√

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