1、专项突破(十四)“多池”组合装置的综合试题解题方略常见组合装置模型示例1.AB(原电池) (电解池)2.A B(电解池)(原电池)3. 4.A BA B(原电池)(电解池)(电解池)(电镀池)典例导航已知H2O2是一种弱酸性物质，在强碱溶液中主要以HO形式存在。现以AlH2O2燃料电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是()Aa电极的电极反应式为HO2eH2O=3OHB反应过程中，电子的流向为da，bcC电解消耗2.7 g Al时，产生N2的体积为1.12 LD电解过程中，燃料电池中溶液的pH不断增大思路点拨左池为AlH
2、2O2燃料电池，右池为电解池c极为阳极CO(NH2)2N2，d为阴极(HH2)a极为负极(AlAlO)，b为正极(HOOH)。D根据电解池中c极上发生氧化反应生成N2知，c极为阳极，故d极为阴极，所以a极是负极，b极为正极，a极的电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O，A错误；a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴极，故反应过程中电子的流向为ad，cb，B错误；根据各电极上转移的电子数相等知，每消耗0.1 mol Al，转移0.3 mol电子，生成0.05 mol N2，在标准状况下N2的体积为1.12 L，但题中未标明标准状况，C错误；AlH2O2燃料电池的总反应为2Al3HO=2
3、AlOOHH2O，反应中有OH生成，溶液pH增大，D正确。电极a、b、c、d的电极反应式分别为_，_，_，_。答案：2Al6e8OH=2AlO4H2O3HO6e3H2O=9OHCO(NH2)26e8OH=CON26H2O6H2O6e=3H26OH对点训练1(2019辽宁五校联考)下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是()甲乙A电子的流动方向：MFeCuSO4溶液CuNBM极电极反应式：H2N(CH2)2NH216OH16e=2CO2N212H2OC当N极消耗5.6 L O2时，则铁极增重32
4、 gD一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变D根据甲中N极上O2转化为H2O，O2发生还原反应，知N极为正极，M极为负极，故电子的流动方向为MFe、CuN，电子不能通过电解质溶液，A项错误；根据乙二胺被氧化为环境友好物质，推知乙二胺转化为CO2、N2，故M极电极反应式为H2N(CH2)2NH24H2O16e=2CO2N216H，B项错误；N极上发生反应：O24H4e=2H2O，Fe极上发生反应：Cu22e=Cu，根据各电极上通过电荷量(或转移电子数)相等，可得关系式：O22Cu，当N极消耗标准状况下5.6 L O2时，铁极增加的质量为264 g32 g，但题中没有说明O2所处的状况，C
5、项错误；乙中Cu为阳极，Fe为阴极，原理为铁上镀铜，CuSO4溶液浓度基本保持不变，D项正确。2烧杯A中盛放0.1 molL1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是()AA中Fe极质量减少，C极有气体产生BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)B构成A装置的活动性不同的电极、电解质溶液形成了闭合的回路，A为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H2e=H2，
6、Fe负极：Fe2e=Fe2。(烧杯B中)阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。烧杯B中电解氯化铜，铜离子浓度减小，水解程度减小，pH增大。 课堂反馈真题体验(对应学生用书第128页)1(2018全国卷，T13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=C
7、OH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性C根据装置图中物质的转化关系分析电极反应类型，如EDTAFe2生成EDTAFe3，发生了氧化反应，EDTAFe3将H2S氧化成S，本身被还原成EDTAFe2，EDTAFe3和EDTAFe2可循环使用，故石墨烯电极为阳极，阳极与光伏电池的正极连接。CO2发生还原反应生成CO，故ZnO石墨烯电极为阴极。阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e2H=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；
8、石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3、Fe2在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。2(2017全国卷，T11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动CA对：该电解池阳极发生的电极反应为2Al3H2O6e=Al2O36H，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极。B对，C错：阴极发生的电极反应为2H2e=H2，阴极可选用不锈钢网作电极。D
9、对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。3(2018全国卷，T27(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。解析：阳极发生氧化反应：2H2O4e=4HO2，阳极室H向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。答案：2H2O4e=4HO2a4(2018全国卷，T27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。(1)写出电解时阴极的电极反应式_。(2)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。(3)与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。解析：(1)电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O2e=2OHH2。(2)电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K通过阳离子交换膜。(3)根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。答案：(1)2H2O2e=2OHH2(2)K由a到b(3)产生Cl2易污染环境等
