化學反應與能量第六章專題講座二電化學裝置的創新應用【題型特點】該類題目的考查內容通常有以下幾個方面：電極的判斷、電極反應方程式的書寫、實驗現象的描述、溶液離子的移動、pH的變化及電解質溶液的恢復、運用電子守恒處理相關數據等。面對多個裝置連接圖時，首先要判斷裝置類型，再單個分析其工作原理。A．電極a連接電源的正極B．B為陽離子交換膜C．電解質溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產生D．Ⅱ口排出的是淡水【解析】根據題干信息確定該裝置為電解池，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，所以電極a為陽極，連接電源的正極，A正確；水在雙極膜A解離后，氫離子吸引陰離子透過B膜到左側形成酸，B為陰離子交換膜，B錯誤；電解質溶液采用Na2SO4溶液，電解時生成氫氣和氧氣，可避免有害氣體的產生，C正確；海水中的陰、陽離子透過兩側交換膜向兩側移動，淡水從Ⅱ口排出，D正確。【答案】B離子交換膜的功能在于選擇性地通過某些離子，目的是平衡整個溶液的離子濃度或電荷，利用離子交換膜的這一功能可用來制備物質，解題時應先分析出應制備或提純的物質，后確定裝置的正、負極(或陰、陽極)，根據離子交換膜的功能判斷特定離子的移動方向，進而逐一解答。本類試題利用離子交換膜阻止某些離子移動來隔離某些物質，防止副反應的發生或防止改變電解質溶液的酸堿性。解題時應先確定裝置的正、負極(或陰、陽極)，假定沒有離子交換膜由離子的移動方向判斷可能發生的其他反應以及對設計目的的影響，進而分析解答。1．判斷“多池組合”中裝置的種類(1)直接判斷。非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中為原電池，則其他裝置為電解池。如下圖，A為原電池，B為電解池。(2)根據電池中的電極材料判斷。原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極、一個碳棒；而電解池則一般是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒。(3)根據電池中的電解質溶液判斷。原電池中的電極材料和電解質溶液之間能發生自發的氧化還原反應，電解池的電極材料一般不能和電解質溶液自發反應。如下圖，B為原電池，A為電解池。(4)根據電極反應現象判斷。在某些裝置中根據電極反應或反應現象可判斷電極類型，并由此判斷電池類型，如下圖，若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發生還原反應，A、C極發生氧化反應。2．“多池組合”裝置中的數據處理原電池和電解池綜合裝置的有關計算的根本依據就是電子轉移守恒，分析時要注意串聯電路中各支路電流相等。【答案】D【專項訓練】1．(2019·安徽合肥質檢)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。可用電解LiCl溶液制備LiOH，裝置如下圖所示。下列說法中正確的是(

)A．電極B連接電源正極B．A極區電解液為LiCl溶液C．陽極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．每生成1molH2，有1molLi＋通過該離子交換膜【答案】B

【解析】由題意知，電解LiCl溶液制備LiOH，由于B電極生成氫氣，A與B用陽離子交換膜隔開，所以B為陰極，B極區為LiOH溶液，A極區為LiCl溶液。B為陰極，連接電源負極，A錯誤；陽極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，C錯誤；每生成1molH2，有2molLi＋通過該離子交換膜，D錯誤。2．(2019·山西太原模擬)氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。該電池工作時的總反應為NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列說法正確的是(

)A．負極附近溶液的pH增大B．正極的反應式為H2O2＋2H＋＋2e－===2H2OC．電池工作時，BO通過質子交換膜向正極移動D．消耗3.1g氨硼烷，理論上轉移0.2mol電子【答案】B

3．(2019·廣東七校聯考)如圖所示，甲池的總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列說法正確的是(

)A．乙池中Fe電極上發生氧化反應B．乙池中石墨電極上發生的反應可寫為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH減小D．甲池中每消耗0.1molN2H4，乙池電極上則會析出6.4g固體【答案】B

【解析】

乙池中Fe電極是電解池的陰極，發生還原反應，A錯誤；乙池中石墨電極是電解池的陽極，發生氧化反應，發生的反應可寫為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，B正確；甲池總反應生成了水，則KOH溶液濃度變小，pH減小，乙池的陰極析出銅，結合B項可知乙池溶液的pH減小，C錯誤；根據各個電極流過的電量相等得關系式N2H4～2Cu，甲池消耗0.1molN2H4時，則乙池電極上會析出12.8g