鲁科版高考化学一轮复习第6章第35讲多池串联与“隔膜”电化学装置课时学案

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多池串联的电化学装置分析
类型一 有外接电源的电解池串联模型

类型二 原电池与电解池串联
1．乙为原电池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Zn：负极,Cu：正极))，甲为电解池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Pt1：阳极,Pt2：阴极))

甲 乙
2．甲为原电池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Pt1：负极,Pt2：正极))，乙为电解池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(X：阳极,Y：阴极))
甲 乙
有外接电源的电解池串联
1．如图所示的装置，C、D、F、X、Y都是惰性电极，E为铁棒。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．电源B极是负极
B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液
C．甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶2
D．装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
C [电解滴入酚酞的饱和氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，导致阴极附近显碱性，所以阴极附近溶液显红色，在F极附近显红色，所以F极是阴极，则B极是负极，A正确；电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中金属阳离子和阳极材料是相同元素，所以欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液，B正确；电解硫酸铜溶液时，E为阳极且Fe作电极，故发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，无单质生成，C错误；电解池工作时，溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，装置丁中，X极是阳极，Y极是阴极，Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒向阴极移动，由此证明氢氧化铁胶粒带正电荷，D正确。]
原电池与电解池的串联分析
2．(2022·日照模拟)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( )
A．a为电解池的阴极
B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．当电路中转移2 ml电子时，1 ml SOeq \\al(2－,4)通过离子交换膜向右移动
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH
D [电池放电过程中，Cu(2)的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，Cu(1)的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 ml，右边硫酸铜物质的量为1 ml，电池停止放电时，左右两侧硫酸铜物质的量均为3 ml，因此右侧有2 ml 铜离子生成，转移4 ml 电子，根据阴极反应式可知，转移2 ml电子时得到2ml NaOH即80 g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH，D错误。]
3．用C3H8、O2和熔融Na2CO3组成的燃料电池作电源，电解饱和的K2S溶液和2 ml·L－1 AgNO3溶液制备某些单质，盐桥中充有饱和的KNO3溶液。下列说法错误的是( )
A．石墨1的电极反应式为C3H8－20e－＋10COeq \\al(2－,3)===13CO2＋4H2O
B．石墨2电极电势较石墨1电极高
C．盐桥中的NOeq \\al(－,3)移向石墨4电极处
D．电解的总反应离子方程式为2Ag＋＋S2－eq \(=====,\s\up7(通电))2Ag＋S
C [熔融盐电池是燃料电池的一种，左边装置中石墨1电极上进气a生成“x＋y”，y再到石墨2处参与反应，则石墨1电极上进的气体为C3H8，发生氧化反应生成CO2和H2O，石墨1为负极，石墨2为正极，石墨3为阳极，石墨4为阴极。盐桥作为电解池的内部结构，NOeq \\al(－,3)应移向阳极，即石墨3电极处，C错误。]
含隔膜的电化学装置分析
1．隔膜的分类
隔膜(又叫离子交换膜)由特殊高分子材料制成。离子交换膜分四类：
(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
(4)双极膜，又称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－分别通过阴、阳膜，作为H＋和OH－的离子源。
2．隔膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3．离子通过隔膜的定量关系
(1)通过隔膜的离子带的电荷数等于电路中电子转移数。
(2)离子迁移：依据电荷守恒，通过隔膜的离子数不一定相等。
双极膜在电渗析中应用广泛，它由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是( )
A．出口2的产物为HBr溶液
B．出口5的产物为稀硫酸
C．Br－可从盐室最终进入阳极液中
D．当阳极产生1 ml气体时，通过阴离子交换膜的Br－为4 ml
[思路点拨]
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－,阳极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋))
⇓
原理图分析如下：
[答案] D

含离子交换膜电化学装置题的解题步骤
[说明] 原电池中阴(阳)离子通过阴(阳)离子交换膜移向负(正)极，电解池中阴(阳)离子通过阴(阳)离子交换膜移向阳(阴)极。
单膜电化学装置
1．(2022·日照模拟)一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质溶液为同浓度的盐酸。下列说法错误的是( )
A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应
B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为C2H6＋4H2O－14e－===2CO2＋14H＋
C．装置中转移0.4 ml电子时，有0.4NA个H＋通过质子交换膜
D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变
D [根据电极的物质转化得：左电极为正极，反应式为2NO2＋8e－＋8H＋===N2↑＋4H2O，右电极为负极，若使用的烃为C2H6，电极反应为C2H6＋4H2O－14e－===2CO2＋14H＋。左侧生成水，c(HCl)变小，pH变大，D错误。]
2．微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示[其中电源为(CH3)2NNH2－KOH－O2清洁燃料电池]。下列说法正确的是( )
A．氢离子可通过离子交换膜自右室移向左室
B．温度越高，产甲烷效率越高
C．电源放电过程中会产生N2
D．a电极反应为CH3COO－－6e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
C [根据a电极上CH3COO－转化为CO2，C元素化合价升高，发生氧化反应，知a电极为阳极，则b电极为阴极，氢离子通过离子交换膜由阳极室(左室)进入阴极室(右室)，A项错误；该装置中有产电菌、产甲烷菌参与，温度过高，微生物的蛋白质变性，产甲烷效率降低，B项错误；根据电源为(CH3)2NNH2－KOH－O2清洁燃料电池，知其放电过程中产生N2，C项正确；a电极反应为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，D项错误。]
多膜电化学装置
3．一种三室微生物燃料电池污水净化系统的原理如图所示，图中含酚废水中的有机物可用C6H5OH表示。
下列说法不正确的是( )
A．右室电极为该电池的正极
B．右室电极附近溶液的pH增大
C．左侧离子交换膜为阳离子交换膜
D．左室电极反应式可表示为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑＋28H＋
C [根据图示可知左电极为负极，反应式为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑＋28H＋，右电极为正极，反应式为2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－。左侧溶液中H＋增多，Cl－通过交换膜移向左侧，左侧离子交换膜为阴离子交换膜，C错误。]
4．(2022·滨州模拟)据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是( )
A．光伏并网发电装置中N型半导体为正极
B．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜
C．保持电流恒定，升高温度可加快合成四甲基氢氧化铵的速率
D．制备182 g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6 L气体(标准状况)
D [根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，电极反应式为2(CH3)4N＋＋2H2O＋2e－===2(CH3)4NOH＋H2↑，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极。由分析可知，N型半导体为负极，A错误；Na＋离子通过e膜，Cl－通过d膜，(CH3)4N＋通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d膜为阴离子交换膜，B错误；温度过高，四甲基氯化铵会分解，四甲基氯化铵浓度降低，不能加快合成四甲基氢氧化铵的速率，C错误。]
5．(2022·济南模拟)利用双极膜电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。下列说法正确的是( )
A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与Pb电极相连
B．双极膜中a为H＋，b为OH－
C．当电路中通过4 ml电子时，电极Y上产生2 ml气体
D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜
CD [由图可知，与直流电源正极相连的电极X为电解池的阳极，Y为阴极，电解池工作时阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，则双极膜中水解离出的离子a为氢氧根离子、b为氢离子，M膜为阴离子交换膜、N膜为阳离子交换膜，原料室中磷酸二氢根离子通过M膜进入产品室1，与双极膜产生的氢离子反应生成磷酸，N膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过N膜进入产品室2得到氢氧化钠。电极X为电解池的阳极，若用铅酸蓄电池为电源，X极与二氧化铅电极相连，A错误，B错误，D正确；由上述分析可知，Y为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，由电极反应式可知电路中通过4 ml 电子时，电极Y上产生氢气的物质的量为4 ml×eq \f(1,2)＝2 ml，C正确。]
1．(2022·山东等级考，T13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2(s)转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为LiCO2＋2H2O＋e－===Li＋＋C2＋＋4OH－
D．若甲室C2＋减少200 mg，乙室C2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
BD [左侧装置中，细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，C2＋在另一个电极上得到电子，被还原产生C单质，H＋通过阳膜移向甲室，c(H＋)变大，pH减小，A错误；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为LiCO2＋e－＋4H＋===Li＋＋C2＋＋2H2O，C错误。]
2．(2021·广东选择性考试，T16)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是( )
A．工作时， Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．生成1 ml C，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：2C2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2C＋O2↑＋4H＋
D [石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，右侧C电极为阴极，电极反应式为C2＋＋2e－===C，Cl－通过阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室，与H＋结合生成盐酸。由上述分析知，Ⅰ室中H2O放电使硫酸浓度增大，Ⅱ室中生成盐酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小，A错误；生成1 ml C时，转移2 ml电子，Ⅰ室有0.5 ml (即16 g)O2逸出，有2 ml(即2 g)H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，则Ⅰ室溶液质量理论上减少18 g，B错误；移除两交换膜后，石墨电极上的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；根据上述分析可知，电解时生成了O2、C、H＋，则电解总反应为2C2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2C＋O2↑＋4H＋，D正确。]
3．(2021·全国甲卷，T13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为＋2H＋＋2e－―→＋H2O
C．制得2 ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 ml电子
D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
D [由题图可知，在铅电极乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程，发生还原反应，则铅电极是电解装置的阴极，石墨电极是电解装置的阳极发生氧化反应，反应为2Br－－2e－===Br2。由上述分析可知，Br－起到还原剂的作用，A错误；阳极上的反应式为2Br－－2e－===Br2，B错误；制得2 ml乙醛酸，实际上是左、右两侧各制得1 ml乙醛酸，共转移2 ml电子，故理论上外电路中迁移的电子数为2 ml，C错误；电解装置中，阳离子移向阴极(即铅电极)，D正确。]
氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－；A、B为离子交换膜。
(1)B膜最佳应选择______交换膜(填具体离子符号)。
(2)阳极的电极反应式是______________________________________________。
(3)少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是_______________ __________________________________________________________________。
[答案] (1)Na＋ (2)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
(3)I－会在阳极放电，沉积在阳极表面，损伤阳极板
课时分层作业(三十五) 多池串联与“隔膜”电化学装置
一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1．某实验小组用石墨作电极进行如下实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。下列说法中错误的是( )
A．a极为阴极，发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．b极为阳极，涉及的反应有2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO
C．电解过程中，a点电势低于c点电势，所以电子由a点移向c点
D．c处发生反应Fe－2e－===Fe2＋
C [该电解池中，a、d作阴极，而b、c作阳极，所以a是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；b极为阳极，b处氯离子放电生成氯气，氯气和水能发生反应生成HCl、HClO，涉及的反应有2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO，故B正确；该电解池中，a、d作阴极，而b、c作阳极，电流从电势高的地方流向电势低的地方，由此a点电势低于c点电势，但电子不能通过溶液，不能由a点移向c点，故C错误；c为阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。]
2．NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移
B．该燃料电池的负极反应式为BHeq \\al(－,4)＋8OH－－8e－===BOeq \\al(－,2)＋6H2O
C．电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液
D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g
D [根据图示可推知左池中左侧电极为负极，电极反应为BHeq \\al(－,4)＋8OH－－8e－===BOeq \\al(－,2)＋6H2O，右侧电极为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；右池中A为阳极，B为阴极。精炼铜时，A为粗铜，溶解的不只是Cu，还可能有其他金属，减轻质量不一定为12.8 g，D错误。]
3．1,5-戊二胺()是生物法制备尼龙材料的重要原料，利用双极膜(BPM)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1,5-戊二胺硫酸盐(含和SOeq \\al(2－,4))转换为1,5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．a极的电势比b极的低
B．m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜
C．电解过程中，H2SO4极室溶液的pH逐渐减小
D．b极区每生成11.2 L气体(标准状况)，理论上可生成2 ml 1,5-戊二胺
D [根据工作原理图，可知生物发酵液中通过m膜进入产品室，a极附近BPM中的OH－进入产品室，两者发生反应生成1,5-戊二胺，则a极为阴极，发生反应2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阴极的电势比阳极的低，A项正确；生物发酵液中的通过m膜进入产品室，则m膜为阳离子交换膜，b极为阳极，则生物发酵液中的SOeq \\al(2－,4)通过n膜进入H2SO4室，则n膜为阴离子交换膜，B项正确；b极为阳极，b极附近BPM中的H＋进入H2SO4室，使溶液pH逐渐减小，C项正确；b极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，则b极区每生成11.2 L气体(标准状况)，转移电子的物质的量为2 ml，有1 ml 进入产品室，可生成1 ml 1,5-戊二胺，D项错误。]
4．(2022·海口模拟)我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．催化电极b与电源正极相连
B．电解时催化电极a附近的pH增大
C．电解时阴离子透过交换膜向b极迁移
D．生成的甘油醛与合成气的物质的量相等
D [根据图示，催化电极b上发生还原反应：2CO2＋2e－===CO＋COeq \\al(2－,3)，H2O＋2e－＋CO2===H2＋COeq \\al(2－,3)，则电极b为阴极，与电源负极相连，A项错误；催化电极a上发生氧化反应：C3H8O3－2e－===C3H6O3＋2H＋，电极a周围c(H＋)增大，pH减小，B项错误；电极a为阳极，电极b为阴极，电解时阴离子透过阴离子交换膜向阳极a极迁移，C项错误；由阳极反应，生成1 ml甘油醛转移2 ml电子，由阴极反应，生成1 ml合成气转移2 ml电子，根据电解时各电极上转移电子数相同，则阳极生成的甘油醛与阴极生成的合成气的物质的量相等，D项正确。]
5．(2022·日照模拟)工业上利用电渗析法制取次磷酸钴[C(H2PO2)2]的原理如图所示：
已知：C(H2PO2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，可实现化学镀钴。
下列说法正确的是( )
A．a为电源的负极
B．阳极的电极反应：C－2e－＋2H2POeq \\al(－,2)===C(H2PO2)2
C．膜Ⅰ与膜Ⅳ均为阳离子交换膜
D．C(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中可能发生反应：C2＋＋H2POeq \\al(－,2)＋3OH－===C＋HPOeq \\al(2－,3)＋2H2O
CD [以金属钴和次磷酸钠为原料，采用电渗析法制备次磷酸钴，原料室中H2POeq \\al(－,2)通过膜Ⅲ、膜Ⅱ进入产品室，则膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜，M为阳极，阳极上C失去电子生成C2＋，C2＋通过膜Ⅰ进入产品室；N为阴极，阴极上H2O得到电子生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。a为电源的正极，A项错误；M为阳极，阳极反应为C－2e－===C2＋，C2＋通过膜Ⅰ进入产品室，发生反应：C2＋＋2H2POeq \\al(－,2)===C(H2PO2)2，B项错误。]
6．(2022·济南模拟)采用电渗析法可以从含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的废水中回收NH3·H2O和H3PO4，电解装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．X电极应连电源的正极
B．M口处回收产生的浓氨水
C．隔膜ab为阳离子交换膜，隔膜cd为阴离子交换膜
D．电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4的物质的量相等
C [由图示可知，左侧电极室通入稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3·H2O，则废水中的NHeq \\al(＋,4)通过隔膜ab进入左侧电极室，发生反应NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O，故隔膜ab为阳离子交换膜，X电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则X电极为阴极，与电源的负极相连，右侧电极室的产品为H3PO4，废水中的H2POeq \\al(－,4)、HPOeq \\al(2－,4)经过隔膜cd进入右侧电极室，与H＋结合形成H3PO4，故隔膜cd为阴离子交换膜，Y电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。]
7．工业上常采用电渗析法从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的废水中提取化工产品葡萄糖酸(GCOOH)和烧碱，模拟装置如图所示(电极均为石墨)。
下列说法错误的是( )
A．交换膜1、2分别为阴离子交换膜、阳离子交换膜
B．a极为阴极，b极上发生氧化反应
C．一段时间后，a、b极上产生气体的质量之比为8∶1
D．电路中通过1 ml电子时，理论上回收40 g NaOH
AC [根据图示知，a极区氢氧化钠溶液浓度增大，说明生成了NaOH，钠离子向a极区迁移，a极为阴极，交换膜1为阳离子交换膜，b极区生成GCOOH，说明GCOO－向b极区迁移，b极为阳极，交换膜2为阴离子交换膜，A项错误；a极为阴极，b极为阳极，b极上发生氧化反应，B项正确；a极反应为4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，b极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，a、b极上产生气体的质量之比为1∶8，C项错误；转移1 ml电子，理论上回收1 ml NaOH，质量为40 g，D项正确。]
8．实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染的装置如图所示，电解过程中Fe电极附近有N2产生。下列说法不正确的是( )
A．电解过程中，装置A中Fe电极附近溶液颜色变化为无色→黄色→浅绿色
B．b电极的电极反应式：2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
C．装置B的中间室中的Na＋移向右室，Cl－移向左室
D．1 ml甲醇参加反应时，整个装置能产生0.6 ml N2
AD [根据题意，装置A是电解池，装置B是原电池。装置B中b电极上NOeq \\al(－,3)得电子转化为N2，b电极为正极，则a电极为负极，进而推知装置A中Fe电极是阳极。A项，电解过程中，装置A中Fe电极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，然后Fe2＋和NOeq \\al(－,2)发生反应2NOeq \\al(－,2)＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑＋6Fe3＋＋4H2O，Fe电极附近溶液颜色变化为无色→浅绿色→黄色，错误；B项，b电极为正极，正极上NOeq \\al(－,3)得电子生成N2，电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，正确；C项，根据原电池中离子移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正确；D项，a电极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，1 ml CH3OH参加反应时，装置B中能产生0.6 ml N2，电路中通过6 ml电子，装置A中能产生0.5 ml N2，整个装置共产生1.1 ml N2，错误。]
二、非选择题
9．采用电化学方法以SO2和Na2SO3为原料制取硫酸的装置如图所示(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。
甲 乙
请回答：
(1)甲为________(填“原电池”或“电解池”)。
(2)A、C电极的电极反应式分别为________________________________、______________________________________。
(3)膜2为________离子交换膜，X为________。
(4)用该装置制取1 ml H2SO4，需消耗O2________ ml。
[解析] 根据装置图可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，“膜2”右侧逸出H2，则D为阴极，电极反应为2HSOeq \\al(－,3)＋2e－===H2↑＋2SOeq \\al(2－,3)，则电解装置中中间室内的Na＋穿过“膜2”进入右室，故X为Na2SO3，膜2为阳离子交换膜，C为阳极，电极反应为HSOeq \\al(－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋。(4)两池中均生成H2SO4，且二者生成的H2SO4相同，且为0.5 ml，故两池中转移的电子均为1 ml，n(O2)＝0.25 ml。
[答案] (1)原电池 (2)SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋ HSOeq \\al(－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋ (3)阳 Na2SO3 (4)0.25