高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教師用書 35 第六章　第31講　多池多室的電化學(xué)裝置

第31講多池、多室的電化學(xué)裝置[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.掌握多池連接的分析應(yīng)用。2.了解離子交換膜及其在裝置中的應(yīng)用?？键c(diǎn)一多池串聯(lián)的兩大模型模型一外接電源與電解池的串聯(lián)(如圖)A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。模型二原電池與電解池的串聯(lián)(如圖)顯然兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。1．某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則下列說(shuō)法正確的是()A．電流方向：電極Ⅳ電極ⅠB．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C．電極Ⅱ逐漸溶解D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=CuA[當(dāng)多個(gè)電化學(xué)裝置串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→Aeq\a\vs4\al(○)→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確；B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池中陽(yáng)極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，錯(cuò)誤。]2．某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)甲池為(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽(yáng)極”)，總反應(yīng)式為。(3)g時(shí)，甲池中理論上消耗O2的體積為mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，丙池中極析出g銅。(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時(shí)間后，甲中溶液的pH將(填“增大”“減小”或“不變”)；丙中溶液的pH將(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋6H2O。(2)乙池中電解AgNO3溶液，其中C作陽(yáng)極，Ag作陰極，總反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝eq\f(1,4)×eq\f(5.40,108)×L＝L＝280mL，m(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(5.40,108)×64g。(4)若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據(jù)丙中總反應(yīng)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，則溶液pH增大，而甲中總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4KOHeq\o(=,\s\up7(電解))2K2CO3＋6H2O，溶液pH減小。答案：(1)原電池CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋6H2O(2)陽(yáng)極4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3(3)280D(4)減小增大eq\a\vs4\al(練后歸納)“串聯(lián)”類裝置的解題流程學(xué)生用書第150頁(yè)考點(diǎn)二電化學(xué)離子交換膜的分析與應(yīng)用1．常見(jiàn)的隔膜隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：(1)陽(yáng)離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)，即允許H＋和其他陽(yáng)離子通過(guò)，不允許陰離子通過(guò)。(2)陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過(guò)，不允許陽(yáng)離子通過(guò)。(3)質(zhì)子交換膜，只允許H＋通過(guò)，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)。2．隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)能選擇性的通過(guò)離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。3．離子交換膜選擇的依據(jù)離子的定向移動(dòng)。4．離子交換膜的應(yīng)用[微提醒](1)用下面的裝置制取NaOH、H2和Cl2，此裝置有以下缺陷：缺陷1：Cl2和H2混合而引起爆炸；缺陷2：Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量。(2)用如圖裝置電解飽和食鹽水，其中陽(yáng)離子交換膜的作用有以下四個(gè)方面：①平衡電荷，形成閉合回路；②防止Cl2和H2混合而引起爆炸；③避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量；④避免Cl－進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純。一、化學(xué)電源中的離子交換膜1．(2022·黔東南州模擬)二甲醚(CH3OCH3)燃料電池的工作原理如圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A．該裝置能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能B．電子移動(dòng)方向?yàn)椋篴極→b極→質(zhì)子交換膜→a極C．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為：CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋D．LO2時(shí)，質(zhì)子交換膜有4molH＋通過(guò)C[A項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和電能，不可能100%轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子不能經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，所以電子由a極eq\o(→,\s\up7(導(dǎo)線))b極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH3OCH3－12e－＋3H2O=2CO2＋12H＋，正確；D項(xiàng)，氣體所處的狀況不知，無(wú)法由氣體體積求物質(zhì)的量，所以通過(guò)H＋的物質(zhì)的量不知，錯(cuò)誤。]學(xué)生用書第151頁(yè)“限牌”政策的推出，電動(dòng)汽車成為汽車族的“新寵”。某電動(dòng)汽車使用的是鈷酸鋰(LiCoO2)電池，其工作原理如圖所示，且電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li＋的高分子材料，隔膜只允許Li＋通過(guò)，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2。下列說(shuō)法不正確的是()A．放電時(shí)，正極鋰的化合價(jià)未發(fā)生改變B．充電時(shí)Li＋移動(dòng)方向：右室→左室C．放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式：LixC6－xe－=C6＋xLi＋D．充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D[放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－=C6＋xLi＋，正極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2，放電時(shí)正極上鋰的化合價(jià)不變，A、C項(xiàng)正確；充電時(shí)左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子由陽(yáng)極移向陰極，B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。]eq\a\vs4\al(歸納總結(jié))在原電池中應(yīng)用離子交換膜，起到替代鹽橋的作用，一方面能起到平衡電荷、導(dǎo)電的作用，另一方面能防止電解質(zhì)溶液中的離子與電極直接反應(yīng)，提高電流效率。二、電解池中的離子交換膜(一)單膜電解池3．最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2＋－e－=EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2OB．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S=CO＋H2O＋SC．石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需為酸性C[由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽(yáng)極，則ZnO@石墨烯電極為陰極。陽(yáng)極接電源正極，電勢(shì)高，陰極接電源負(fù)極，電勢(shì)低，故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O，A項(xiàng)正確；將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S=CO＋H2O＋S，B項(xiàng)正確；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。]4．KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。(1)寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：。(2)電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為，其遷移方向是。解析：(1)電解液是KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑。(2)電解過(guò)程中陽(yáng)極的K＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜由電極a遷移到電極b。答案：(1)2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑(2)K＋由電極a到電極b(二)“雙膜”電解池5．制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。電解后，室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。解析：陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，電解過(guò)程中H＋透過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，故a室中NaHSO3濃度增加。答案：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑a學(xué)生用書第152頁(yè)(三)多膜電解池6．H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：(1)寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：。(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因：。(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是。解析：(1)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。(2)H2O放電產(chǎn)生H＋，H＋進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室的H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))穿過(guò)陰膜進(jìn)入至產(chǎn)品室，二者發(fā)生反應(yīng)：H＋＋H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))=H3PO2。(3)如果撤去陽(yáng)膜，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))或H3PO2可能會(huì)被氧化。答案：(1)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(2)陽(yáng)極室的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入至產(chǎn)品室，原料室的H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))穿過(guò)陰膜進(jìn)入至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2(3)H3PO4H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))或H3PO2被陽(yáng)極產(chǎn)物O2氧化(四)雙極膜電解池7．(2021·重慶1月適應(yīng)性測(cè)試)雙極膜在電滲析中應(yīng)用廣泛，它是由陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成。雙極膜內(nèi)層為水層，工作時(shí)水層中的H2O解離成H＋和OH－，并分別通過(guò)離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。如圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A．出口2的產(chǎn)物為HBr溶液B．出口5的產(chǎn)物為硫酸溶液C．Br－可從鹽室最終進(jìn)入陽(yáng)極液中D．陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D[電解時(shí)，雙極膜中的氫氧根離子向陽(yáng)極移動(dòng)，進(jìn)入交換室1，鹽室中的Na＋向陰極移動(dòng)，進(jìn)入交換室1，則出口2的產(chǎn)物為NaOH溶液，A錯(cuò)誤；鈉離子不能通過(guò)雙極膜，故出口5不是硫酸，B錯(cuò)誤；Br－通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入交換室2，但是不能通過(guò)雙極膜，所以Br－不會(huì)從鹽室最終進(jìn)入陽(yáng)極液中，C錯(cuò)誤；電解池陰極處，發(fā)生還原反應(yīng)，水解離成H＋和OH－，則在陰極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，D正確。]eq\a\vs4\al(歸納總結(jié))在電解池中使用選擇性離子交換膜的主要目的是限制某些離子(或分子)的定向移動(dòng)，避免電解質(zhì)溶液中的離子或分子與電極產(chǎn)物反應(yīng)，提高產(chǎn)品純度或防止造成危險(xiǎn)等。真題演練明確考向1．(雙選)(2022·山東卷)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)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(zhuǎn)化為Co2＋，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2＋2H2O＋e－=Li＋＋Co2＋＋4OH－D．若甲室Co2＋減少200mg，乙室Co2＋增加300mg，則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移BD[，左側(cè)陽(yáng)極中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，同時(shí)生成H＋，電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，H＋通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，甲室的電極反應(yīng)式為Co2＋＋2e－=Co，因此，甲室溶液pH逐漸減小，A，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2＋，同時(shí)得到Li＋，其中的O2－與溶液中的H＋結(jié)合H2O，電極反應(yīng)式為2LiCoO2＋2e－＋8H＋=2Li＋＋2Co2＋＋4H2O，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，負(fù)極產(chǎn)生的H＋通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入正極室，但是乙室的H＋濃度仍然是減小的，因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，B，不可能大量存在OH－，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2＋4H＋＋e－=Li＋＋Co2＋＋2H2O，C2＋減少200mg，則電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e－)＝g,59g/mol)×2≈8mol，若乙室Co2＋增加300mg，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e－)＝g,59g/mol)×1≈1mol，由于電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量不等，說(shuō)明此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移，D正確。]2．(2022·全國(guó)甲卷)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()學(xué)生用書第153頁(yè)A．Ⅱ區(qū)的K＋通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))通過(guò)隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Mn2＋＋2H2OA[根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O；電池在工作過(guò)程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒(méi)有指明是陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、陽(yáng)離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H＋，生成Mn2＋，Ⅱ區(qū)的K＋向Ⅰ區(qū)移動(dòng)或Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，Ⅲ區(qū)消耗OH－，生成Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，Ⅱ區(qū)的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K＋向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。據(jù)此分析答題。Ⅱ區(qū)的K＋只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；Ⅰ區(qū)的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O，C正確；電池的總反應(yīng)為Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Mn2＋＋2H2O，D正確。]3．(2021·廣東，16)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A．工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Co＋O2↑＋4H＋D[由裝置圖可知，水放電生成的氫離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng)，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；陰極生成1mol鈷，陽(yáng)極有1mol水放電，mol氧氣生成，且有2mol氫離子由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯(cuò)誤；若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；電解的總反應(yīng)的離子方程式為2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Co＋O2↑＋4H＋，故D正確。]4．(2021·江蘇1月適應(yīng)性考試)利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．電解過(guò)程中，H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移B．電極b上反應(yīng)為：CO2＋8HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－8e－=CH4＋8COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2OC．電解過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．電解時(shí)Na2SO4溶液濃度保持不變A[由a極生成O2可以判斷電極a為陽(yáng)極，電極b為陰極，陽(yáng)離子向陰極流動(dòng)，則H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移，故A正確；電極b上的反應(yīng)為CO2＋8HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋8e－=CH4＋8COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2O，故B錯(cuò)誤；電解過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故C錯(cuò)誤；電解時(shí)OH－比SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))更容易失去電子，所以電解Na2SO4溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中的水發(fā)生消耗，Na2SO4溶液的濃度增大，故D錯(cuò)誤。]5.[2021·山東，17(4)]利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO4＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑。則Na2Cr2O7在(填“陰”或“陽(yáng)”)極室制得，電解時(shí)通過(guò)膜的離子主要為。解析：由4Na2CrO4＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，電解過(guò)程中實(shí)質(zhì)是電解水，陽(yáng)極上OH－失去電子生成H2O和O2，陰極上H＋得到電子生成H2，由2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋2H2O可知，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在c(H＋)增大的陽(yáng)電極室中制得，即Na2Cr2O7在陽(yáng)極室產(chǎn)生；電解過(guò)程中，陰極產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧化鈉在陰極生成，所以為提高Na2Cr2O7的效率，Na＋通過(guò)離子交換膜移動(dòng)陰極。答案：陽(yáng)Na＋課時(shí)精練(三十一)多池、多室的電化學(xué)裝置eq\a\vs4\al(\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書P403))(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．(2022·貴州遵義高三期末)微生物燃料電池可用于凈化含鉻廢水，其工作原理如圖所示，該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜B．外電路中的電子的流動(dòng)方向?yàn)镸→電流表→NC．M電極的電極反應(yīng)式為H2O＋CH3OH＋6e－=CO2↑＋6H＋D．N電極上發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子C[該電池中有機(jī)物CH3OH在微生物作用下發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2，則M電極為負(fù)極，N電極為正極，正極上氧氣和Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，N極上Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))得到電子與溶液中的H＋結(jié)合生成水、Cr(OH)3，反應(yīng)消耗H＋，c(H＋)減小，N極Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))生成Cr(OH)3的電極反應(yīng)為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋8H＋=2Cr(OH)3＋H2O，原電池工作時(shí)陽(yáng)離子由負(fù)極移向正極，陰離子由正極移向負(fù)極，據(jù)此分析解答。A.根據(jù)上述分析可知：M電極為負(fù)極，N電極為正極，負(fù)極生成H＋，透過(guò)交換膜進(jìn)入右側(cè)，故該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，→電流表→正極N，B，負(fù)極上CH3OH失去電子變?yōu)镃O2，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋，C，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，D正確。]2．(2022·江蘇海安高三期末)K2FeO4和Zn在堿性條件下組成二次電池，放電原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．在放電時(shí)，電子通過(guò)離子交換膜從右向左移動(dòng)B．在放電時(shí)，負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小C．在充電時(shí)，石墨電極上的電極反應(yīng)式為：Fe(OH)3－3e－＋5OH－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2OD．在充電時(shí)，將Zn電極與外接電源的正極相連C[K2FeO4-Zn可以組成高鐵電池，K2FeO4在電池中作正極材料，其電極反應(yīng)式為FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－，原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，電池反應(yīng)為：3Zn＋2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－，電子通過(guò)外電路從鋅電極向石墨電極移動(dòng)，電子不能在電解質(zhì)溶液中傳導(dǎo)，，原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，氫氧根離子通過(guò)陰離子交換膜不斷進(jìn)行補(bǔ)充，負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH基本不變，，石墨電極是陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，石墨電極上的電極反應(yīng)式為：Fe(OH)3－3e－＋5OH－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2O，故C，將Zn電極與外接電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)誤。]3．(2022·珠海高三上學(xué)期期末)一種三室可充電Zn-MnO2電池如圖所示，膜N為陽(yáng)離子交換膜。充電時(shí)Zn電極反應(yīng)式為：Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=Zn＋4OH－。下列說(shuō)法不正確的是()A．放電時(shí)，c室的pH減小B．放電時(shí)，Zn電極電勢(shì)比MnO2電極低C．充電時(shí)，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))由b室透過(guò)M膜到a室D．充電時(shí)，MnO2電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O＋2e－=MnO2＋4H＋D[充電時(shí)Zn電極反應(yīng)式為：Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=Zn＋4OH－，發(fā)生還原反應(yīng)，則Zn極為陰極，放電時(shí)Zn為負(fù)極，MnO2，Zn失電子，作負(fù)極，電極反應(yīng)式與充電的相反，即為：Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，消耗OH－，c室的pH減小，，MnO2為正極，則Zn電極電勢(shì)比MnO2電極低，故B正確；C.充電時(shí)，陰離子移向陽(yáng)極，由分析可知Zn極為陰極，MnO2為陽(yáng)極，則SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))由b室透過(guò)M膜到a室，，MnO2為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，故D錯(cuò)誤。]4．中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所課題組基于二氧化碳和甲酸的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可逆的水系金屬—二氧化碳二次電池，放電時(shí)工作原理如圖所示。下列有關(guān)電池放電時(shí)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．N極發(fā)生還原反應(yīng)B．電子由N極流出經(jīng)導(dǎo)線流入M極C．N極的電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋2H＋=HCOOHD．×1022個(gè)電子，g鋅參加反應(yīng)B[由題圖可知，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，雙極膜中產(chǎn)生的氫氧根離子移向負(fù)極區(qū)，N極為正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，雙極膜中產(chǎn)生的氫離子移向正極區(qū)。A項(xiàng)，N極為二次電池的正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，N極為正極，電子由負(fù)極M極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極N極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，N極為二次電池的正極，二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋2H＋=HCOOH，正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，M極為二次電池的負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，×1022個(gè)電子時(shí)，M極理論上參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為×1022×1023mol－1)×eq\f(1,2)×65g，正確。]5．濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。將兩個(gè)完全相同的電極浸入兩個(gè)溶質(zhì)相同但濃度不同的電解質(zhì)溶液中構(gòu)成的濃差電池，稱為雙液濃差電池。模擬工業(yè)上電滲析法實(shí)現(xiàn)海水(用氯化鈉溶液代替)淡化的裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Cu(1)極區(qū)域遷移B．C(2)極發(fā)生還原反應(yīng)C．膜1為陽(yáng)離子交換膜D．C(2)極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C[由題述可知，濃差電池最終交換膜兩側(cè)硫酸銅溶液濃度相等，即陰離子交換膜左側(cè)溶液c(CuSO4)增大，右側(cè)c(CuSO4)減小，又因?yàn)橹辉试S陰離子遷移，故交換膜左側(cè)銅極溶解，c(Cu2＋)增大；交換膜右側(cè)銅極上析出銅，c(Cu2＋)減小，即Cu(1)極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋；Cu(2)極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋＋2e－=Cu，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))由陰離子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，，Cu(1)極為負(fù)極，Cu(2)極為正極，原電池中陰離子流向負(fù)極，則SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Cu(1)極區(qū)域遷移，A，Cu(1)極為負(fù)極，則C(2)極為陰極，電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，B，Cu(2)極為正極，則C(1)極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：2Cl－－2e－=Cl2↑，故NaCl中的Cl－通過(guò)膜1進(jìn)入陽(yáng)極室，故膜1為陰離子交換膜，C，C(2)極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，D正確。]6．(2022·江西贛州高三期末)利用雙離子交換膜電解法可以由含硝酸銨的工業(yè)廢水生產(chǎn)硝酸和氨，原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．硝酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%＜b%B．a(chǎn)、c膜為陰離子交換膜，b膜為陽(yáng)離子交換膜C．M、N室分別產(chǎn)生氧氣和氫氣D．產(chǎn)品室發(fā)生的反應(yīng)為NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－=NH3·H2OC[由題圖可知，電解時(shí)M室中石墨電極為陰極，陰極上水得電子生成H2和OH－，反應(yīng)式為4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－，M室的OH－通過(guò)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，所以a膜為陰離子交換膜，同時(shí)原料室中的銨根離子通過(guò)b膜也進(jìn)入產(chǎn)品室，所以b膜為陽(yáng)離子交換膜，在產(chǎn)品室中OH－和NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))反應(yīng)生成NH3·H2O。N室中石墨為陽(yáng)極，陽(yáng)極上水失電子生成O2和H＋，反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，原料室中的硝酸根離子通過(guò)c膜進(jìn)入N室，所以c膜為陰離子交換膜，N室中H＋和NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反應(yīng)生成HNO3，陽(yáng)極上水失電子生成O2和H＋，反應(yīng)式為：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，生成氫離子，氫離子濃度增加，同時(shí)原料室中的硝酸根離子通過(guò)c膜進(jìn)入N室，因此N室中硝酸溶液濃度a%＜b%，知a、c為陰離子交換膜，b為陽(yáng)離子交換膜，故B正確；C.由題干分析可知M、N室分別產(chǎn)生氫氣和氧氣，eq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－=NH3·H2O，故D正確。]7．某大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，在光電催化體系中，利用雙極膜處理煙氣中的SO2，工作原理如圖所示，O2在電極上生成一種具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(HO·)，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該裝置把電能和光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能B．陽(yáng)極電極反應(yīng)式：SO2－2e－＋4OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2OC．LSO2時(shí)，molH＋透過(guò)膜aD．該裝置中總反應(yīng)方程式：2SO2＋O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2SO4D[根據(jù)題圖可知，該裝置為電解池，將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，左側(cè)電極為SO2轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的過(guò)程，S元素化合價(jià)升高，失電子，作陽(yáng)極，H2O電離出的OH－經(jīng)過(guò)陰離子交換膜(膜b)進(jìn)入陽(yáng)極室，電解池右側(cè)是陰極室，H2O電離出的H＋經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜(膜a)進(jìn)入陰極室，，該裝置為電解池，是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A，陽(yáng)極SO2結(jié)合OH－轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，對(duì)應(yīng)電極反應(yīng)為：SO2－2e－＋4OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O，BmolSO2時(shí)，則電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極O2得電子，根據(jù)電極反應(yīng)O2＋2e－＋2H＋=2HO·知可形成2molHO·，2molHO·可氧化1molSO2，故實(shí)際陽(yáng)極和陰極處理SO2量相等，LSO2被處理時(shí)，實(shí)際陽(yáng)極處理的n(SO2)＝L/mol),2)mol，則電路中轉(zhuǎn)移電子＝2n(SO2)＝2×mol，根據(jù)電荷守恒知有molH＋經(jīng)過(guò)膜a進(jìn)入陰極，C，陰極室發(fā)生反應(yīng)：O2＋2e－＋2H＋=2HO·、2HO·＋SO2=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，則陰極室總反應(yīng)為：O2＋SO2＋2e－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，陽(yáng)極反應(yīng)為SO2－2e－＋4OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O，故該裝置總反應(yīng)方程式為：2SO2＋O2＋4OH－eq\o(=,\s\up7(通電))2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O，D錯(cuò)誤。]8．一種電解法制備Ca(H2PO4)2并得到NaOH等副產(chǎn)物的示意裝置如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．與a、b相連的分別是電源的正極、負(fù)極B．NaOH溶液中石墨電極上的反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．A膜、C膜均為陽(yáng)離子交換膜，B膜為陰離子交換膜D．產(chǎn)品室中的Ca2＋和原料室的Na＋物質(zhì)的量濃度同等程度增大D[由題圖可知，產(chǎn)品Ca(H2PO4)2在產(chǎn)品室生成，左側(cè)石墨作陽(yáng)極，氯離子放電，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，陽(yáng)極室的Ca2＋透過(guò)A膜進(jìn)入產(chǎn)品室，A膜為陽(yáng)離子交換膜，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))透過(guò)B膜進(jìn)入產(chǎn)品室與Ca2＋結(jié)合生成Ca(H2PO4)2，B膜為陰離子交換膜，右側(cè)石墨極為陰極，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Na＋透過(guò)C膜進(jìn)入陰極室，C膜為陽(yáng)離子交換膜，，應(yīng)連接電源正極，即a、b相連的分別是電源的正極、負(fù)極，，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故B正確；C.A膜、C膜均為陽(yáng)離子交換膜，B膜為陰離子交換膜，2＋透過(guò)A膜進(jìn)入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中的Ca2＋濃度增大，Na＋透過(guò)C膜進(jìn)入陰極室，原料室的Na＋濃度減小，故D錯(cuò)誤。]9．(2022·韶關(guān)市高三上學(xué)期綜合測(cè)試)某鋰離子電池的總反應(yīng)為2Li＋FeS=Fe＋Li2S。某小組以該電池為電源電解處理含Ba(OH)2廢水和含Ni2＋、Cl－的酸性廢水，并分別獲得BaCl2溶液和單質(zhì)鎳。電解處理的工作原理如圖所示[LiPF6·SO(CH3)2為鋰離子電池的電解質(zhì)]。下列說(shuō)法正確的是()A．X與鋰離子電池的Li電極相連B．a(chǎn)室的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋C．離子膜M為陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜D．若去掉離子膜M將a、b兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變C[由反應(yīng)式可知，鋰為鋰離子電池的負(fù)極，F(xiàn)eS為正極，由題圖可知，X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極，氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為4OH－－4e=O2↑＋2H2O，a室中溶液中鋇離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室；Y電極與鋰電極相連，為電解池的陰極，鎳離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鎳，電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=Ni，c室中氯離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b室，則離子膜M為陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜。X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極，故A錯(cuò)誤；X電極與FeS電極相連，為電解池的陽(yáng)極，氫氧根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和水，a室的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，故B錯(cuò)誤；離子膜M為陽(yáng)離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜，故C正確；若去掉離子膜M將a、b兩室合并，放電能力強(qiáng)于氫氧根離子的氯離子會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，故D錯(cuò)誤。]10．(2022·湛江一模)我國(guó)科研工作者提出通過(guò)電解原理聯(lián)合制備環(huán)氧乙烷同時(shí)處理酸性含鉻廢水，其工作原理示意圖如圖所示。其中雙極膜由陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜組成，工作時(shí)內(nèi)層H2O解離為H＋和OH－，并分別向兩極遷移。下列說(shuō)法正確的是()A．電極a為電源正極B．膜q為陽(yáng)離子交換膜C．工作時(shí)，NaOH溶液濃度保持不變D．N極的電極反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2OD[，電極M上乙烯被氧化為環(huán)氧乙烷，電極N上Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被還原為Cr3＋，則電極M為陽(yáng)極，電極N為陰極，電極a為負(fù)極，電極b為正極，，膜q適合選用陰離子交換膜，選項(xiàng)2H4＋2OH－－2e－=＋H2O，工作時(shí)陽(yáng)極區(qū)生成水，NaOH溶液濃度減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.Cr元素由＋6價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，N極的反應(yīng)式為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2O，選項(xiàng)D正確。]11．電滲析法制備高純度LiOH的裝置如圖所示。圖中雙極膜(BP)中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法不正確的是()A．X電極連接電源的正極B．M和N均為陽(yáng)離子交換膜C．工作一段時(shí)間后，X電極室的pH基本保持不變D．整個(gè)裝置中每轉(zhuǎn)移1mol電子，最多生成1molLiOHD[，陰離子移向陽(yáng)極，由氫氧根離子移向可知，X為陽(yáng)極，連接電源的正極，A，Li＋通過(guò)M和N交換膜，則M和N均為陽(yáng)離子交換膜，B正確；，H2O解離為H＋和OH－，X電極室的pH基本保持不變，C，有兩個(gè)溶液室可得到濃LiOH，故整個(gè)裝置每轉(zhuǎn)移1mol電子，最多生成2molLiOH，D錯(cuò)誤。]12．(2022·黑龍江哈九中三模)某科研小組設(shè)計(jì)雙陰極微生物燃料電池進(jìn)行同步硝化和反硝化脫氮研究，裝置如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．“厭氧陽(yáng)極”的電極反應(yīng)方程式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋B．電池工作時(shí)，“缺氧陰極”電極附近的溶液pH增大C．該電池工作中“好氧陰極”和“缺氧陰極”之間存在著對(duì)電子的競(jìng)爭(zhēng)作用，NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))和電極之間存在著對(duì)O2的競(jìng)爭(zhēng)D．若“好氧陰極”1molNHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))完全生成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，此時(shí)向該電極輸送電子的物質(zhì)的量為4mol，則該區(qū)消耗的O2LD[由題干微生物燃料電池示意圖可知，電子從“厭氧陽(yáng)極”流出，即葡萄糖在厭氧陽(yáng)極上失去電子，生成CO2，則該電極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，電子轉(zhuǎn)移到左側(cè)的“缺氧陰極”上，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))得到電子并結(jié)合陽(yáng)極產(chǎn)生的H＋，生成NO2和H2O，NO2能夠進(jìn)一步得到電子結(jié)合H＋，生成N2和H2O，電極反應(yīng)分別為NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O，2NO2＋8e－＋8H＋=N2＋4H2O，電子轉(zhuǎn)移到“好氧陰極”，則可能是O2得到電子，發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，同時(shí)O2還可能氧化NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))生成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，甚至還可以進(jìn)一步被O2氧化成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，反應(yīng)方程式為2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋3O2=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O＋4H＋，2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋O2=2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，據(jù)此分析解題?！皡捬蹶?yáng)極”的電極反應(yīng)方程式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，A正確；電池工作時(shí)，“缺氧陰極”的電極反應(yīng)為：NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O，2NO2＋8e－＋8H＋=N2＋4H2O，故其電極附近的溶液中H＋濃度減小，pH增大，故B正確；該電池工作中厭氧陽(yáng)極的電子同時(shí)轉(zhuǎn)移到“好氧陰極”和“缺氧陰極”中，故“好氧陰極”和“缺氧陰極”之間存在著對(duì)電子的競(jìng)爭(zhēng)作用，在“好氧陰極”電極上得電子也可以將O2還原，同時(shí)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))也可以被O2氧化，即NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))和電極之間存在著對(duì)O2的競(jìng)爭(zhēng)，C正確；若“好氧陰極”1molNHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))完全生成NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了8mol電子，此時(shí)轉(zhuǎn)移的電子是發(fā)生在NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))和O2之間，消耗了2molO2，即此時(shí)并未向該電極輸送電子，則該區(qū)消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積約為2mol×L/molL，D錯(cuò)誤。]13．已知裝置E為電解池，認(rèn)真觀察下列裝置，回答下列問(wèn)題：(1)裝置D為(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，裝置C中Pb上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為。(2)裝置A中Pt電極的名稱為(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽(yáng)極”)，裝置A總反應(yīng)的離子方程式為。(3)若裝置E中的目的是在Cu材料上鍍銀，則X為(填化學(xué)式，下同)，極板N的材料為。(4)當(dāng)裝置B中PbO2g時(shí)，裝置D中陽(yáng)極產(chǎn)生氣體有(填化學(xué)式)，它們的總物質(zhì)的量為。解析：根據(jù)裝置圖可知，裝置B、C可