第六章　第8講　多池連接及電化學(xué)的相關(guān)計算-2025年高中化學(xué)高考備考

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化第8講多池連接及電化學(xué)的相關(guān)計算課標要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接能分析、解釋原電池和電解池的工作原理多池連接及電化學(xué)的相關(guān)計算2022山東，T13；2021北京，T15；2020全國Ⅲ，T12證據(jù)推理與模型認知：能分析、識別復(fù)雜的電解裝置并進行推理命題分析預(yù)測1.多池串聯(lián)主要考查電極類型判斷、電極反應(yīng)式的書寫等；原電池和電解池的相關(guān)計算主要包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量、根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量等。2.預(yù)計2025年高考仍會考查電池中利用得失電子守恒計算兩極產(chǎn)物的量，另外，電池的電流效率的計算也可能是熱點；電化學(xué)跨學(xué)科命題更能考查考生的綜合能力，是高考命題的重要趨勢考點多池連接及電化學(xué)的相關(guān)計算1.原電池、電解池連接根據(jù)兩池電極材料活動性或兩池電極上的反應(yīng)物的還原性強弱判斷負極（還原性強的為負極）；或根據(jù)兩池電極上的反應(yīng)物的氧化性強弱判斷正極（氧化性強的為正極）。裝置工作原理利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5，裝置如圖所示：左池為[1]原電池，a極的電極反應(yīng)為[2]SO2－2e－＋2H2OSO42－＋4H＋、b極的電極反應(yīng)為[3]O2＋4e－＋4H＋右池為[4]電解池，c極的電極反應(yīng)為[5]N2O4－2e－＋2HNO32N2O5＋2H＋、d極的電極反應(yīng)為[6]2H＋＋2e－H2左池總反應(yīng)為[7]2SO2＋2H2O＋O22SO42－＋4H＋；右池總反應(yīng)為[8]N2O4＋2HNO3電解2N2O左池和右池中的隔膜分別為[9]陽（填“陰”或“陽”，后同）離子交換膜、[10]陽離子交換膜2.多個電解池串連裝置工作原理甲池中陽極反應(yīng)式：[11]Ag－e－Ag＋，陰極反應(yīng)式：[12]Ag＋＋e－Ag乙池中陽極反應(yīng)式：[13]2Cl－－2e－Cl2↑，陰極反應(yīng)式：[14]2H2O＋2e－H2↑＋2OH－丙池中陽極反應(yīng)式：[15]2H2O－4e－O2↑＋4H＋，陰極反應(yīng)式：[16]Cu2＋＋2e－當電路中通過0.1mol電子時，乙池中溶液質(zhì)量減少[17]3.65g，丙池中溶液質(zhì)量減少[18]4.0g注意判斷多個電解池串聯(lián)的每個池的陰、陽極時，應(yīng)找根源上直流電源的正、負極，不要受旁邊串聯(lián)的電解池的影響。還要注意陽極的電極材料是否為活性電極。3.電化學(xué)中有關(guān)得失電子守恒的計算在原電池或電解池電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量與各電極上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等。穿過膜的離子所帶電荷數(shù)也與轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。裝置工作原理新型的高比能量鋅－碘溴液流電池放電時，負極反應(yīng)式：[19]Zn－2e－Zn2＋正極反應(yīng)式：[20]I2Br－＋2e－2I－＋Br－充電時，b電極增加0.65gZn時，a電極有[21]0.02molI－被氧化成I2Br－注意計算溶液質(zhì)量變化時除了看電極反應(yīng)外，還要注意穿過膜的離子引起的溶液質(zhì)量的變化。如果電極上有副反應(yīng)，計算轉(zhuǎn)移電子總數(shù)時要把發(fā)生副反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)計算在內(nèi)。4.電流效率η的計算η＝生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100裝置工作原理燃料電池負極反應(yīng)式：[22]CH4－8e－＋10OH－CO32－＋7H電解池陰極反應(yīng)式：[23]Zn2＋＋2e－Zn燃料電池中負極消耗2.24L（標準狀況）CH4，且能量完全轉(zhuǎn)化為電能，電解池中回收制得19.5gZn，則該裝置的電流效率η＝[24]75％5.能量密度E的計算E＝電池輸出電能燃料質(zhì)量，1kW·h＝3.6×106J，電能公式W＝UQ1.原電池與電解池串聯(lián)裝置如圖所示。（1）甲池中負極反應(yīng)式為H2－2e－2H＋（2）向乙池U形管中滴入酚酞溶液，現(xiàn)象是U形管右側(cè)溶液變紅。乙池左側(cè)NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O2.電化學(xué)降解硝酸鹽中NO3（1）電源正極為A（填“A”或“B”），陰極反應(yīng)式為2NO3－＋6H2O＋10e－N2↑＋12OH（2）若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則陽極室的質(zhì)量減少18g。3.工業(yè)上電解精煉銀時，電解液的pH為1.5～2，電流強度為5～10A，若電解液pH太小，電解精煉過程中在陰極除了Ag＋放電，還會發(fā)生2H＋＋2e－H2↑（寫電極反應(yīng)式），若用10A的電流電解60min后，得到32.4gAg，則該電解池的電解效率為80.4％。（保留小數(shù)點后一位；通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量之比叫電解效率；法拉第常數(shù)為96500C·mol－14.二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池（5.93kW·h·kg－1）。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為CH3OCH3＋3H2O－12e－2CO2↑＋12H＋，1mol二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生12mol電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20V，能量密度E＝1.20V×1000g46g·mol－1×12×96500C·mol－命題點1原電池與電解池串聯(lián)1.[2022山東]設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2（s）轉(zhuǎn)化為Co2＋，工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是（B）A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2＋2H2O＋e－Li＋＋Co2＋＋4OHD.若甲室Co2＋減少200mg，乙室Co2＋增加300mg，則此時已進行過溶液轉(zhuǎn)移解析根據(jù)右側(cè)裝置為原電池，乙酸鹽降解為二氧化碳，發(fā)生氧化反應(yīng)，LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2＋，發(fā)生還原反應(yīng)，知右側(cè)裝置左電極為負極，右電極為正極；左側(cè)裝置為電解池，左電極為陽極，乙酸鹽轉(zhuǎn)化為CO2氣體，右電極為陰極，Co2＋轉(zhuǎn)化為Co單質(zhì)。裝置工作時，甲室為陰極室，陽極發(fā)生反應(yīng)CH3COO－－8e－＋2H2O2CO2↑＋7H＋，結(jié)合陰極反應(yīng)及電解液呈電中性知，陽極生成的H＋通過陽膜進入陰極室，故甲室溶液pH減小，A項錯誤；乙室為正極室，正極反應(yīng)為LiCoO2＋e－＋4H＋Li＋＋Co2＋＋2H2O，消耗H＋生成H2O，電解質(zhì)溶液酸性減弱，故工作一段時間后需要補充鹽酸，B項正確，C項錯誤；根據(jù)甲室中電極反應(yīng)Co2＋＋2e－Co和乙室中電極反應(yīng)可知，甲室中減少的Co2＋的質(zhì)量為乙室中增加的Co2＋的質(zhì)量的一半，則甲室Co2＋減少200mg，乙室Co2＋需增加400mg，而此時乙室Co2＋增加了300mg命題點2根據(jù)得失電子守恒計算2.某甲醇燃料電池的工作原理如圖所示，質(zhì)子交換膜（只有質(zhì)子能夠通過）左右兩側(cè)的溶液均為1L2mol·L－1H2SO4溶液。當電池中有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為12g（假設(shè)反應(yīng)物耗盡，忽略氣體的溶解）。解析根據(jù)電極反應(yīng)式，結(jié)合得失電子守恒和差量法進行計算。該燃料電池中通入甲醇的一極為負極，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2OCO2↑＋6H＋Δ6mol44g－32g＝12g1mol2g通入氧氣的一極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋2H2OΔ4mol32g1mol8g電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，左側(cè)還有1molH＋通過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)，即左側(cè)減少1gH＋，右側(cè)增加1gH＋，故Δm左＝3g，Δm右＝9g，兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為Δm右＋Δm左＝9g＋3g＝12g。命題點3電流效率（η）的計算3.[重慶高考]一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫（忽略其他有機物）。（1）導(dǎo)線中電子移動方向為A→D。（用A、D表示）（2）生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－C6H12（3）該儲氫裝置的電流效率η＝64.3％。（η＝生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100％，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1解析（1）由裝置圖可知，電解池左邊電極D上發(fā)生的反應(yīng)是“苯加氫還原”，則電極D是陰極，故導(dǎo)線中電子移動方向為A→D。（2）該電解池的目的是儲氫，故目標產(chǎn)物為環(huán)己烷，則生成環(huán)己烷的電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－C6H12。（3）陽極生成的H＋經(jīng)過高分子電解質(zhì)膜移動至陰極，一部分H＋與苯反應(yīng)生成環(huán)己烷，還有一部分H＋得電子生成H2（2H＋＋2e－H2↑，陰極的副反應(yīng)），左邊（陰極區(qū)）出來的混合氣體為未參與反應(yīng)的其他氣體、未反應(yīng)的苯（g）、生成的環(huán)己烷（g）和H2。設(shè)未反應(yīng)的苯蒸氣的物質(zhì)的量為xmol，生成的H2的物質(zhì)的量為ymol，陰極生成的氣態(tài)環(huán)己烷的物質(zhì)的量為（2.4－x）mol，得到電子的物質(zhì)的量為6×（2.4－x）mol，陰極生成ymolH2得到2ymol電子，陽極（電極E）的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，生成2.8molO2失去電子的物質(zhì)的量為4×2.8mol＝11.2mol，根據(jù)得失電子守恒有6×（2.4－x）mol＋2ymol＝11.2mol；陰極出來的混合氣體中苯蒸氣的物質(zhì)的量分數(shù)為xmol10mol＋ymol＝0.1；聯(lián)立解得x＝1.2，電流效率為1.[2022遼寧]如圖，c管為上端封口的量氣管，為測定乙酸溶液濃度，量取10.00mL待測樣品加入b容器中，接通電源，進行實驗。下列說法正確的是（A）A.左側(cè)電極反應(yīng)：2H2O－4e－O2↑＋4HB.實驗結(jié)束時，b中溶液紅色恰好褪去C.若c中收集氣體11.20mL，則樣品中乙酸濃度為0.1mol·L－1D.把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不影響測定結(jié)果解析根據(jù)題意結(jié)合圖示知，通過測量b容器中溶液變紅色時c管內(nèi)收集的氣體的體積，結(jié)合各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等可計算乙酸溶液的濃度，則右側(cè)Pt電極為陰極，CH3COOH放電，電極反應(yīng)式為2CH3COOH＋2e－H2↑＋2CH3COO－，左側(cè)Pt電極為陽極，H2O放電，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，A項正確；實驗結(jié)束時，b中CH3COOH被完全消耗生成CH3COO－，CH3COO－水解使溶液顯堿性，故溶液為紅色，B項錯誤；未指明氣體所處的狀況，不能根據(jù)體積計算其物質(zhì)的量，C項錯誤；鹽橋起傳遞離子使溶液呈電中性的作用，銅導(dǎo)線不能傳遞離子，2.[2022河北改編]科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置。工作原理示意圖如圖。下列說法正確的是（D）A.電極b為陽極B.隔膜為陽離子交換膜C.生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2∶1D.反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為4[Fe（CN）6]3－＋4OH－催化劑4[Fe（CN）6]4－＋O2↑＋解析由電極a上[Fe（CN）6]4－→[Fe（CN）6]3－，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)可知，電極a為陽極、電極b為陰極，A項錯誤；由圖示知，陰極反應(yīng)為DHPS＋2H2O＋2e－DHPS－2H＋2OH－，陽極反應(yīng)為[Fe（CN）6]4－－e－[Fe（CN）6]3－，為維持溶液的電中性，陰極室的OH－應(yīng)通過陰離子交換膜進入陽極室，B項錯誤；根據(jù)題意，結(jié)合氧化還原反應(yīng)規(guī)律可知，反應(yīng)器Ⅰ中反應(yīng)為4[Fe（CN）6]3－＋4OH－催化劑4[Fe（CN）6]4－＋O2↑＋2H2O，反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)為DHPS－2H催化劑DHPS＋H2↑，則M是O21.[2023青島調(diào)研]設(shè)計如圖裝置處理含甲醇的廢水并進行粗銅的精煉。下列說法正確的是（D）A.甲電極增加的質(zhì)量等于乙電極減少的質(zhì)量B.裝置工作一段時間后，原電池裝置中溶液的pH不變C.理論上每產(chǎn)生標準狀況下1.12LCO2，甲電極增重6.4gD.原電池正極反應(yīng)式為FeO42－＋3e－＋8H＋Fe3＋解析由題意可知，該裝置中左池為原電池，右池為電解池。甲電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－Cu，乙電極為陽極，先是鋅、鐵等雜質(zhì)放電，后是銅放電，因此甲電極增加的質(zhì)量不等于乙電極減少的質(zhì)量，A項錯誤；原電池裝置中總反應(yīng)為2FeO42－＋CH3OH＋4H＋2Fe（OH）3↓＋CO2↑＋H2O，c（H＋）減小，溶液的pH增大，B項錯誤；根據(jù)CH3OH→CO2失6e－，知理論上每產(chǎn)生標準狀況下1.12LCO2，轉(zhuǎn)移的電子為1.12L22.2.[濃差電池][2024河北衡水二中考試]利用濃差電池電解Na2SO4溶液（a、b電極均為石墨電極），可制得O2、H2、H2SO4和NaOH，反應(yīng)原理如圖所示。下列說法正確的是（B）A.b電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－H2↑＋2OHB.c、d分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜C.濃差電池放電過程中，Cu（1）電極上的電極反應(yīng)為Cu－2e－Cu2D.當陰極產(chǎn)生2.24L氣體時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子解析根據(jù)題圖電子移動方向可知，b電極為電解池的陽極，H2O電離出的OH－失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，電極反應(yīng)為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，A錯誤；a電極、b電極分別為陰極、陽極，Na＋通過離子交換膜c進入陰極室，SO42－通過離子交換膜d進入陽極室，則c、d分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜，B正確；Cu（1）為原電池的正極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－Cu，Cu（2）為原電池的負極，電極反應(yīng)為Cu－2e－Cu23.[電流效率][2024河南安陽調(diào)研]如圖為一定條件下采用多孔惰性電極的儲氫電池充電裝置（忽略其他有機物）。已知儲氫裝置的電流效率η＝生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100％，下列說法錯誤的是（BA.若η＝75％，則參加反應(yīng)的苯為0.8molB.過程中通過C—H鍵的斷裂實現(xiàn)氫的儲存C.采用多孔電極增大了接觸面積，可降低電池能量損失D.生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6＋6e－＋6H＋C6H解析裝置右側(cè)反應(yīng)中C6H6得電子被還原為C6H12，所以裝置右側(cè)為陰極，左側(cè)為陽極，陽極的電極反應(yīng)為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，生成的O2的物質(zhì)的量n（O2）＝1.6mol，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n（e－）＝1.6mol×4＝6.4mol，若儲氫裝置的電流效率為75％，則生成目標產(chǎn)物環(huán)己烷消耗的電子數(shù)為6.4mol×75％＝4.8mol，生成C6H12的電極反應(yīng)為C6H6＋6e－＋6H＋C6H12，則反應(yīng)消耗的苯為0.8mol，A、D正確；苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的反應(yīng)是加成反應(yīng)，反應(yīng)過程中斷裂了苯分子中的大π鍵，B錯誤；采用多孔電極增大了物質(zhì)的接觸面積，可提高電解效率，降低電池能量損失，4.[2024浙江名校聯(lián)考]以某鋰離子電池、丙烯腈電合成己二腈[NC（CH2）4CN]的裝置如圖所示（電極均為石墨）。該鋰離子電池的總反應(yīng)是LixCy＋Li1－xFePO4放電充電Cy＋LiFePO4。下列說法不正確的是（BA.B為正極，電極反應(yīng)式為Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋LiFePOB.陰極區(qū)的電極反應(yīng)為2CH2CHCN＋2e－＋2H＋NC（CH2）4CN，一段時間后，陰極室溶液的C.石墨電極C產(chǎn)生O2，稀硫酸的作用為增強溶液導(dǎo)電性D.當電路中通過1mole－時，陽極室溶液質(zhì)量減少9g（不考慮氧氣溶解）解析根據(jù)裝置圖及該鋰離子電池的總反應(yīng)知，放電時Li＋向B極移動，則B為正極，電極反應(yīng)為Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋LiFePO4，A項正確；A極為負極，則D極為陰極，電極反應(yīng)為2CH2CHCN＋2e－＋2H＋NC（CH2）4CN，陽極區(qū)H＋透過質(zhì)子交換膜進入陰極區(qū)，因此陰極室溶液的pH不變，B項錯誤；C極為陽極，電極反應(yīng)為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，稀硫酸的作用為增強溶液導(dǎo)電性，C項正確；根據(jù)陽極反應(yīng)2H2O－4e－O2↑＋4H＋知，當電路中通過1mole－時，陽極室析出0.25molO2，同時有1molH＋進入陰極室，相當于減少0.5molH2O5.[2024山東滕州測試]（1）NH3的燃燒反應(yīng)可設(shè)計成燃料電池，工作原理如圖甲所示。電極a為負極（填“正極”或“負極”）；電極b上的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O4OH－。當共消耗1.568L（標準狀況）氣體時，通過負載的電子的物質(zhì)的量為0.12mol圖甲（2）一種肼（N2H4）燃料電池的工作原理如圖乙所示。圖乙①a極的電極反應(yīng)式為N2H4－4e－N2↑＋4H＋；電池中Fe2＋→Fe3＋的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O②若利用該電池給鉛酸蓄電池充電，當消耗3.2gN2H4時，PbO2電極質(zhì)量減少（填“增加”或“減少”）12.8g。解析（1）NH3失電子生成N2，則電極a為負極；電極b為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O4OH－。共消耗氣體的物質(zhì)的量為1.568L22.4L/mol＝0.07mol，結(jié)合關(guān)系式：4NH3～3O2～12e－，則參加反應(yīng)的NH3的物質(zhì)的量為0.04mol，通過負載的電子的物質(zhì)的量為0.04mol4×12＝0.12mol。（2）①a極，N2H4（l）失電子生成N2，則電極反應(yīng)式為N2H4－4e－N2↑＋4H＋；電池中Fe2＋→Fe3＋的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O。②n（N2H4）＝3.2g32g/mol＝0.1mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol×4＝0.4mol，給鉛酸蓄電池充電，PbO2電極反應(yīng)為PbSO4＋2H2O6.[結(jié)合法拉第常數(shù)計算][2023遼寧沈陽二中模擬]室溫氟穿梭可充電電池裝置如圖所示，負極為Ce/CeF3電極，正極為CuF2/Cu電極，氟氫離子液體{含H＋和[（FH）nF]－，n＝2或3}作電解質(zhì)，已知放電時正極的電極反應(yīng)式為CuF2＋2e－＋4[（FH）3F]－Cu＋6[（FH）2F]－，法拉第常數(shù)F＝96500C/mol。下列說法正確的是（DA.充電時，[（FH）nF]－移向Ce/CeF3電極B.用鉛酸蓄電池為該電池充電時，每生成1molCeF3，Pb極增重9.6gC.CuF2/Cu電極每減少3.8g，該電池輸出的電荷量為4825CD.放電時，負極發(fā)生的電極反應(yīng)為Ce＋9[（FH）2F]－－3e－CeF3＋6[（FH）3F]解析放電時負極的電極反應(yīng)較復(fù)雜，但正極反應(yīng)式已給出，電池總反應(yīng)很容易書寫，則選用“加減法”：放電時，負極為Ce/CeF3電極，正極為CuF2/Cu電極，則充電時，陰極為Ce/CeF3電極，陽極為CuF2/Cu電極。充電時，陰離子向陽極移動，則[（FH）nF]－移向CuF2/Cu電極，A錯誤。放電時，Ce/CeF3電極生成CeF3，則充電時Ce/CeF3電極應(yīng)消耗CeF3，B錯誤。放電時，CuF2/Cu電極的電極反應(yīng)式為CuF2＋4[（FH）3F]－＋2e－Cu＋6[（FH）2F]－，該電極每減少3.8g，轉(zhuǎn)移電子3.8g38g/mol×2＝7.[2024山東棗莊八中考試改編]利用CH4燃料電池電解制備Ca（H2PO4）2并得到副產(chǎn)物NaOH、H2、Cl2，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（D）A.a極的電極反應(yīng)式為CH4＋4O2－－8e－CO2＋2H2B.A膜和C膜均為陽離子交換膜C.X室為陽極室D.b極上消耗2.24LO2，Y室中Na＋增加0.4mol解析甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為負極，通入氧氣的一極為正極。由以上分析可知，A項正確；根據(jù)各室進出口溶液的濃度變化可知，X室中Ca2＋通過A膜進入產(chǎn)品室，原料室中H2PO4－通過B膜進入產(chǎn)品室、Na＋通過C膜進入Y室，故B膜是陰離子交換膜，A膜和C膜均為陽離子交換膜，B項正確；X室為陽極室，C項正確；沒有指明是否為標準狀況，不能計算氧氣的物質(zhì)的量，8.[能量密度][全國Ⅰ高考]二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池（5.93kW·h·kg－1）。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為CH3OCH3－12e－＋3H2O2CO2↑＋12H＋，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生12個電子的電荷量；該電池的理論輸出電壓為1.20V，能量密度E＝1.20V×1000g46g·mol－1×12×96500C·mol－11kg÷（解析電解質(zhì)為酸性時，二甲醚在燃料電池的負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2和H＋，CH3OCH3中碳元素的化合價可看作－2，CO2中碳元素的化合價為＋4，所以1molCH3OCH3失去12mol電子，負極反應(yīng)為CH3