1、化学能与电能（5）含离子交换膜电池的应用 （过热点）1.(2021潍坊模拟)海水中含有大量Na、Cl及少量Ca2、Mg2、SO，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。下列说法正确的是()Ab膜是阳离子交换膜BA极室产生气泡并伴有少量沉淀生成C淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHApHBpHCDB极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝解析：选A因为阴极是阳离子反应，所以b膜为阳离子交换膜，选项A正确；A极室Cl在阳极失电子产生氯气，但不产生沉淀，选项B错误；淡化工作完成后，A室Cl失电子产生氯气，部分溶于水溶液呈酸性，B室H得电子产生氢气，OH浓度增大，溶液呈碱性，C室溶液呈中
2、性，pH大小为pHApHCpHB，选项C错误；B极室H得电子产生氢气，不能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，选项D错误。2.用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电极N为阳极，电极M上H发生还原反应B电极M的电极反应式为4OH4e=2H2OO2Cd处流进粗KOH溶液，e处流出纯KOH溶液Db处每产生11.2 L气体，必有1 mol K穿过阳离子交换膜解析：选B根据图示，K移向电极N，所以N是阴极，M极是阳极，OH发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH4e=2H2OO2，故A错误、B正确；c处流进粗KOH溶液，f处流出纯K
3、OH溶液，故C错误；N极是阴极，H发生还原反应生成氢气，非标准状况下11.2 L氢气的物质的量不一定是0.5 mol，故D错误。3(2021洛阳质检)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是()A放电时，负极反应为3NaBr2e=NaBr32NaB充电时，阳极反应为2Na2S22e=Na2S42NaC放电时，Na经过离子交换膜由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4解析：选C放电时，负极上Na2S2被氧化生成Na2S4，电极反应式为2Na
4、2S22e=Na2S42Na，A错误；充电时，阳极上NaBr失电子被氧化生成NaBr3，电极反应式为3NaBr2e=NaBr32Na，B错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na经过离子交换膜，由b池移向a池，C正确；题目未指明2.24 L H2是否处于标准状况下，无法计算b池中生成Na2S4的质量，D错误。4电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如图所示。下列说法中不正确的是()A阴极产生的物质A是H2B溶液中Na由阳极室向阴极室迁移C阳极OH放电，H浓度增大，CO转化为HCOD物质B是NaCl，其作用是增强溶液导电性解析：选D阴极上发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=
5、2OHH2，则阴极上产生的物质A是H2，A正确；电解池中阳离子向阴极移动，则Na由阳极室向阴极室迁移，B正确；由图可知，阳极上产生O2，则阳极反应式为2H2O4e=4HO2，溶液中c(H)增大，CO转化为HCO，C正确；由图可知，阴极区得到NaOH溶液，为不引入杂质，物质B应为NaOH，其作用是增强溶液的导电性，D错误。5(全国卷)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。示意图如下所示，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
6、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=COH2OSC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，溶液需为酸性解析：选C由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确
7、。6(2021防城港一模)一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是()A气体X是氢气，电极E是阴极BH由左室进入右室，发生还原反应C该储氢过程就是C6H6与氢气反应的过程D电极D的电极反应式为C6H66H6e=C6H12解析：选D由图可知，苯(C6H6)在D电极加氢还原生成环己烷(C6H12)，则电极D是阴极，电极E是阳极，阳极反应式为2H2O4e=4HO2，故气体X是氧气，A错误；电解池中阳离子向阴极移动，则H由右室进入左室，发生还原反应，B错误；阴极上苯(C6H6)被还原生成环己烷(C6H12)，电极反应式为C6H66H6e=C6H12，根据阴、阳极上发生的反应
8、及得失电子守恒推知电池总反应式为2C6H66H2O=2C6H123O2，故该储氢过程就是C6H6与水反应的过程，C错误，D正确。7.在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2。其原理如图所示。下列有关说法不正确的是()A电源B极为负极B通电后，若有0.1 mol H2生成，则转移0.2 mol电子C通电后，H通过质子交换膜向右移动，最终右侧溶液pH减小D与电源A极相连的惰性电极上发生的反应为CH3COOH8e2H2O=2CO28H解析：选C电解有机废水(含CH3COOH)，在阴极上氢离子得电子生成氢气，即2H2e=H2，则连接阴极的B极为负极，选项A正确；通电后，若有0
9、.1 mol H2生成，根据电极反应式2H2e=H2可知转移0.2 mol电子，选项B正确；在阴极上氢离子得电子生成氢气，但是氢离子会经过质子交换膜向右移动进入阴极室，阴极室的pH几乎保持不变，选项C不正确；与电源A极相连的惰性电极是阳极，电极反应式为CH3COOH8e2H2O=2CO28H，选项D正确。8(2021泸州一诊)氢碘酸(HI)可用“四室电渗析法”制备，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述错误的是()A通电后，阴极室溶液的pH增大B阳极电极反应式是2H2O4e=4HO2C得到1 mol产品HI，阳极室溶液质量减少8 gD通电过程中，NaI的浓度逐渐减小解析：选C通电后，阴极电极反应式为2H2O2e=2OHH2，则溶液的pH增大，故A正确；阳极上发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=4HO2，故B正确；根据阳极电极反应式可知得到1 mol产品HI，则转移1 mol电子，阳极室溶液质量减少9 g，故C错误；通电过程中，原料室中的Na移向阴极室，I移向产品室，所以NaI的浓度逐渐减小，故D正确。
