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2022届高考化学一轮复习全程跟踪检测38:化学能与电能(5)——含离子交换膜电池的应用 (过热点) WORD版含解析.doc

1、跟踪检测(三十八) 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

2、呈碱性,C室溶液呈中性,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KO

3、H溶液,f处流出纯KOH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

4、,电极反应式为2Na2S22e=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

5、应式为2H2O2e=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=2H

6、S2EDTAFe2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=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

7、酸性溶液中,D项正确。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

8、阴、阳极上发生的反应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

9、正确;通电后,若有0.1 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。

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