人教第6章 第39讲　多池、多室的电化学装置---2023年高考化学一轮复习（新高考）.docx

第39讲　多池、多室的电化学装置
复****目标　1.掌握多池连接的分析应用。2.了解离子交换膜的分类及特点。3.理解离子交换膜在装置中的作用。
考点一　多池串联的两大模型及原理分析
常见串联装置图
模型一　外接电源与电解池的串联(如图)
A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。
模型二　原电池与电解池的串联(如图)
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
1．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极析出________g铜。
(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；丙池中溶液的pH将________。
答案　(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　(2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3　(3)280　D　1.60　(4)减小　增大
解析　(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。
(2)乙池中电解AgNO3溶液，其中C作阳极，Ag作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。
(3)根据各电极上转移的电子数相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.60 g。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙池中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲池中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。
2．中科院长春应化所张新波团队提出了一种独特的锂—氮电池(Li—N2)，该电池在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发生反应：2Li3N===N2↑＋6Li。现以该电池为电源进行如图所示实验，下列说法正确的是(　　)
A．乙电极上的反应为2Li3N－6e－===N2↑＋6Li＋
B．充电过程Li＋由甲电极迁移向乙电极，并在多孔碳布表面生成Li3N
C．石墨a电极和m、n处均可能有铜析出
D．锂—氮电池为绿色固氮提供了一种可能
答案　D
解析　放电时，该原电池中锂失电子作负极，氮气得电子作正极，故乙电极是正极，发生反应：N2＋6Li＋＋6e－===2Li3N，A项错误；充电过程是电解池原理，Li＋由乙电极移向甲电极，多孔碳布表面Li3N分解生成N2和Li＋，B项错误；石墨a是阳极，阳极电极反应式：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，产生氧气，C项错误；反应N2＋6Li===2Li3N属于氮的固定，锂—氮电池为绿色固氮提供了一种可能，D项正确。
多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池；与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。
考点二　离子交换膜电解池
类型一　单膜电解池
1．高铁酸盐也是一种优良的含铁净水剂，J.C.Poggendorr早在1841年利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得Na2FeO4，阳极生成FeO的电极反应式为____________；Deininger等对其进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，有效提高了产率，阳离子交换膜的作