第22講多池多室的電化學(xué)裝置分析（原卷版）

第22講多池、多室的電化學(xué)裝置1．用惰性電極電解CuCl2和CuSO4的混合溶液（物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L－1）500mL，當陰極析出4.8g固體時，在陽極可得到標準狀況下的氣體體積為（）A.1.68LB．1.4LC.3.36LD．2.24L2．聚合硫酸鐵{PFS，[Fe4（OH）2n（SO4）（6－n）]m}是一種性能優(yōu)越的無機高分子混凝劑，利用雙極膜（BP，由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成，在直流電場作用下將中間層中的H2O解離成OH－和H＋，作為H＋和OH－的離子源）電滲析法制備PFS的裝置如圖所示，下列說法錯誤的是（）A.X極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B.“室1”和“室3”得到的產(chǎn)品為H2SO4和K2SO4的混合液C.“室2”和“室4”得到的產(chǎn)品為濃PFSD.雙極膜向“室2”和“室4”中提供OH－3．利用如圖所示裝置可以實現(xiàn)吸收一定量SO2氣體后的鈉堿脫硫液（NaOH＋Na2SO3）的“循環(huán)再生”。下列說法正確的是（）A.m為陰膜B.出液1的溶質(zhì)主要是H2SO3C.出液2的pH大于進液2的pHD.當電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，a電極產(chǎn)生標準狀況下1.12L氣體4．利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說法正確的是（）A.電解過程中，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.電解過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.電解時Na2SO4溶液濃度保持不變5．電解精制的濃縮海水制備酸堿的工作原理如圖所示。其中a、c為離子交換膜，BP為雙極膜（在直流電場作用下，雙極膜層間的水會解離為H＋和OH－，分別遷移到雙極膜兩側(cè)）。下列說法正確的是（）A.a、c分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜B.電流流向：電源正極→X電極→Y電極→電源負極C.若去掉X電極與a之間的雙極膜，X電極區(qū)產(chǎn)物不變D.若外電路中通過1mol電子，雙極膜內(nèi)有4molH2O發(fā)生解離6．天津大學(xué)研究團隊以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，CoP和Ni2P納米片為催化電極材料，電催化合成偶氮化合物（RCN，R代表烴基）的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A.CoP極連接直流電源的正極B.Ni2P極的電極反應(yīng)式為RCH2NH2＋4e－＋4OH－=RCN＋4H2OC.離子交換膜是陽離子交換膜D.合成1mol偶氮化合物轉(zhuǎn)移8mol電子7．如圖為某二次電池充電時的工作原理示意圖，該過程可實現(xiàn)鹽溶液的淡化。下列說法錯誤的是（）A.放電時，負極反應(yīng)式為Bi－3e－＋H2O＋Cl－=BiOCl＋2H＋B.放電時，每生成1molBi消耗1.5molNa3Ti2（PO4）3C.充電時，a極為電源正極D.充電時，電解質(zhì)溶液的pH減小8．(雙選)NaBH4燃料電池具有理論電壓高、能量密度大等優(yōu)點。以該燃料電池為電源電解精煉銅的裝置如下圖所示。下列說法不正確的是（）A.離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，Na＋由左極室向右極室遷移B.該燃料電池的負極反應(yīng)式為BHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8OH－－8e－=BOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6H2OC.電解池中的電解質(zhì)溶液可以選擇CuSO4溶液D.每消耗2.24LO2（標準狀況）時，A電極的質(zhì)量減輕12.8g9．(雙選)H2S轉(zhuǎn)化是環(huán)保和資源利用的研究課題。將燒堿吸收H2S后的溶液加入如圖裝置，可以回收單質(zhì)硫，甲為二甲醚（CH3OCH3）—空氣燃料電池。下列推斷正確的是（）A.Y極充入空氣B.電子移動方向：X→W→溶液→Z→YC.電解后，乙裝置右池中c（NaOH）減小D.Z極反應(yīng)式為S2－－2e－=S↓10．雙極膜在電滲析中應(yīng)用廣泛，它是由陽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，工作時水層中的H2O解離成H＋和OH－，并分別通過離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。下圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。下列說法正確的是（）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－可從鹽室最終進入陽極液中D.陰極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑二、非選擇題11．甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。如圖1是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。（1）甲中負極的電極反應(yīng)式為。（2）乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為。（3）丙裝置的溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖2，則圖中②線表示的是的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要mL0.5mol·L－1NaOH溶液。12．肼（N2H4）—空氣堿性燃料電池放電效率高，以該電池為電源模擬工業(yè)制燒堿，裝置如圖所示：回答下列問題：（1）乙裝置的能量轉(zhuǎn)化形式主要是。（2）乙裝置中離子交換膜的類型是（填字母）。A.質(zhì)子交換膜B．陽離子交換膜C.陰離子交換膜（3）鉑電極的名稱是（填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”）。（4）寫出銅電極的電極反應(yīng)式：。（5）電解過程中，石墨電極附近溶液的pH減小，其原因是（用化學(xué)用語和必要的文字說明）。（6）若鉑電極上有4.48LO2（標準狀況）發(fā)生反應(yīng)，裝置的電流效率為80%，理論上制備純度為96%的燒堿g（結(jié)果保留1位小數(shù)）。13．利用電化學(xué)原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)廢水，如圖所示，電解過程中溶液中發(fā)生反應(yīng)：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(甲)(乙)(1)甲池工作時，NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環(huán)使用。則石墨Ⅱ是電池的________極；石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________。(2)工作時，甲池內(nèi)的NOeq\o\al(－,3)向________電極移動(填“石墨Ⅰ”或“石墨