选择题18 含“协同反应”电化学装置的分析与判断1．(2022·重庆，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是( )A．惰性电极2为阳极B．反应前后WOeq\o\al(2－,4)、WOeq\o\al(2－,5)数量不变C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水答案 C解析 惰性电极2上Br－被氧化为Br2，为阳极，故A正确；WOeq\o\al(2－,4)、WOeq\o\al(2－,5)循环反应，反应前后WOeq\o\al(2－,4)、WOeq\o\al(2－,5)数量不变，故B正确；外电路通过1mol电子时生成0.5molH2O2，H2O2最终生成水，根据氧原子守恒，可得到1mol水，故D正确。2．(2022·湖北，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )A．生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子B．阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－C．在电解过程中CN－向铂电极移动D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH答案 D解析 石墨电极为阳极，对应的电极反应式为P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1mol电子，A错误；阴极上发生还原反应，应该得电子，电极反应式为2HCN＋2e－===H2↑＋2CN－，B错误；石墨电极为阳极，铂电极为阴极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自于LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。例 (2022·河南洛阳期中)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开，下列说法错误的是( )A．电池负极的电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCOeq\o\al(－,3)＋H2OB．放电过程中需补充的物质A为H2SO4C．HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能D．理论上，当有2molHCOO－参加反应时，需要补充4molFe3＋答案 D思路分析 1．(2023·吉林白山统考三模)在电还原条件下由PVC{}产生的氯离子可以直接用于串联电氧化氯化反应。PVC可用于常规回收DEHP(在电化学反应中可充当氧化还原介质，提高反应效率)，转化过程如图所示。下列叙述错误的是( )A．上述装置为将电能转化成化学能的装置B．电极d上发生还原反应C．上述转化的总反应方程式为D．上述转化实现了资源回收与利用答案 B解析 上述装置有外接电源，为电解池，将电能转化成化学能，A正确；电极d上氯离子失去电子生成氯原子，发生氧化反应，B错误；结合反应过程，和电解生成、，转化的总反应方程式为，C正确；根据题干信息，上述转化实现了PVC资源回收与利用，D正确。2．(2023·厦门二模)Science报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是( )A．阳极电极反应式为2C2H5O－＋H2－2e－===2C2H5OHB．阴极区生成氨的反应为LiNH2＋C2H5OH===C2H5OLi＋NH3↑C．理论上，若电解液传导3molH＋，最多生成标准状况下NH322.4LD．乙醇浓度越高，电流效率越高(电流效率＝eq\f(生成目标产物消耗的电子数,转移电子数)×100%)答案 D解析 由图可知，通入氢气的一极为阳极，阳极电极反应式为2C2H5O－＋H2－2e－===2C2H5OH，通入氮气的一极为阴极，阴极的电极反应式为N2＋6e－＋4H＋＋2Li＋===2LiNH2。由图可知，阴极区氮气得电子，并结合锂离子先转化为LiNH2，后与C2H5OH反应生成了氨气，即生成氨的反应为LiNH2＋C2H5OH===C2H5OLi＋NH3↑，B项正确；LiNH2和C2H5OH羟基中的H均来自电解液传导的氢离子，理论上，若电解液传导3molH＋，根据生成氨的反应：LiNH2＋C2H5OH===C2H5OLi＋NH3↑可知，最多生成1molNH3，标准状况下为22.4L，C项正确；由电池总反应：N2＋3H2===2NH3可知，乙醇属于中间产物，乙醇浓度增大，电流效率无明显变化，D项错误。3．(2023·江苏南通一模)用电化学方法可以去除循环冷却水(含有Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、苯酚等)中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A．b为电源的正极B．钛基电极上的反应为H2O＋e－===H＋＋·OHC．碳钢电极底部有Mg(OH)2、CaCO3生成D．每生成标准状况下2.24LCO2，需要消耗0.5mol·OH答案 C解析 碳钢电极上水得电子生成氢气，发生还原反应，为电解池的阴极，b为电源的负极，故A错误；阳极失电子，发生氧化反应，钛基电极上的反应为H2O－e－===H＋＋·OH，故B错误；碳钢电极上水得电子生成氢气，2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，HCOeq\o\al(－,3)＋OH－===H2O＋COeq\o\al(2－,3)，碳钢电极底部有Mg(OH)2、CaCO3生成，故C正确；钛基电极上的反应为C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，每生成标准状况下2.24LCO2，需要消耗0.47mol·OH，故D错误。4．(2022·山东枣庄期中)2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。某高能锂离子电池的总反应为Li1－xCoO2＋LixC6eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiCoO2＋C6(x<1)，以该锂离子电池为电源、苯乙酮为原料制备苯甲酸的装置如图所示(苯甲酸盐溶液酸化后可以析出苯甲酸)。下列说法正确的是( )A．锂离子电池放电时，Li＋向b极移动B．锂离子电池充电时，a极的电极反应式为LiCoO2＋xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋C．交换膜M为阳离子交换膜D．生成苯甲酸盐的反应为＋3ClO－―→＋CHCl3＋2OH－答案 D解析 由装置图可推知，放电时，a极为正极，Li＋向a极移动，A错误；电池充电时的电极反应为放电时电极反应的逆向反应，则电池充电时，a极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，B错误；电解池阳极区发生反应Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，生成氧化剂ClO－，消耗OH－，又电解池阴极反应生成OH－，OH－从电解池右侧迁移至左侧，故交换膜M为阴离子交换膜，C错误；氧化剂ClO－与反应生成苯甲酸盐，反应方程式为＋3ClO－―→＋CHCl3＋2OH－，D正确。