2020高考化學(xué)跟蹤檢測（三十八）化學(xué)能與電能（5）含離子交換膜電池的應(yīng)用（過熱點）（含解析）.docx

跟蹤檢測（三十八） 化學(xué)能與電能（5）含離子交換膜電池的應(yīng)用 （過熱點）1.(2019濰坊模擬)海水中含有大量Na、Cl及少量Ca2、Mg2、SO，用電滲析法對該海水樣品進(jìn)行淡化處理，如圖所示。下列說法正確的是()Ab膜是陽離子交換膜BA極室產(chǎn)生氣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大小為pHApHBpHCDB極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)解析：選A因為陰極是陽離子反應(yīng)，所以b膜為陽離子交換膜，選項A正確；A極室Cl在陽極失電子產(chǎn)生氯氣，但不產(chǎn)生沉淀，選項B錯誤；淡化工作完成后，A室Cl失電子產(chǎn)生氯氣，部分溶于水溶液呈酸性，B室H得電子產(chǎn)生氫氣，OH濃度增大，溶液呈堿性，C室溶液呈中性，pH大小為pHApHCpHB，選項C錯誤；B極室H得電子產(chǎn)生氫氣，不能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)，選項D錯誤。2.用電解法可提純含有某種鉀的含氧酸鹽雜質(zhì)(如硫酸鉀、碳酸鉀等)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A電極N為陽極，電極M上H發(fā)生還原反應(yīng)B電極M的電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2Cd處流進(jìn)粗KOH溶液，e處流出純KOH溶液Db處每產(chǎn)生11.2 L氣體，必有1 mol K穿過陽離子交換膜解析：選B根據(jù)圖示，K移向電極N，所以N是陰極，M極是陽極，OH發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，故A錯誤、B正確；c處流進(jìn)粗KOH溶液，f處流出純KOH溶液，故C錯誤；N極是陰極，H發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氫氣的物質(zhì)的量不一定是0.5 mol，故D錯誤。3(2019洛陽質(zhì)檢)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是()A放電時，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr2e=NaBr32NaB充電時，陽極反應(yīng)為2Na2S22e=Na2S42NaC放電時，Na經(jīng)過離子交換膜由b池移向a池D用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24 L H2時，b池生成17.40 g Na2S4解析：選C放電時，負(fù)極上Na2S2被氧化生成Na2S4，電極反應(yīng)式為2Na2S22e=Na2S42Na，A錯誤；充電時，陽極上NaBr失電子被氧化生成NaBr3，電極反應(yīng)式為3NaBr2e=NaBr32Na，B錯誤；放電時，陽離子向正極移動，故Na經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池，C正確；題目未指明2.24 L H2是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算b池中生成Na2S4的質(zhì)量，D錯誤。4電解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的裝置如圖所示。下列說法中不正確的是()A陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A是H2B溶液中Na由陽極室向陰極室遷移C陽極OH放電，H濃度增大，CO轉(zhuǎn)化為HCOD物質(zhì)B是NaCl，其作用是增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性解析：選D陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O2e=2OHH2，則陰極上產(chǎn)生的物質(zhì)A是H2，A正確；電解池中陽離子向陰極移動，則Na由陽極室向陰極室遷移，B正確；由圖可知，陽極上產(chǎn)生O2，則陽極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2，溶液中c(H)增大，CO轉(zhuǎn)化為HCO，C正確；由圖可知，陰極區(qū)得到NaOH溶液，為不引入雜質(zhì)，物質(zhì)B應(yīng)為NaOH，其作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，D錯誤。5(2018全國卷)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2該裝置工作時，下列敘述錯誤的是()A陰極的電極反應(yīng)：CO22H2e=COH2OB協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需為酸性解析：選C由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則ZnO石墨烯電極為陰極。由題圖可知，電解時陰極反應(yīng)式為CO22H2e=COH2O，A項正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2H2S=COH2OS，B項正確；陽極接電源正極，電勢高，陰極接電源負(fù)極，電勢低，故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高，C項錯誤；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D項正確。6(2019防城港一模)一定條件下，利用如圖所示裝置可實現(xiàn)有機(jī)物的儲氫，下列有關(guān)說法正確的是()A氣體X是氫氣，電極E是陰極BH由左室進(jìn)入右室，發(fā)生還原反應(yīng)C該儲氫過程就是C6H6與氫氣反應(yīng)的過程D電極D的電極反應(yīng)式為C6H66H6e=C6H12解析：選D由圖可知，苯(C6H6)在D電極加氫還原生成環(huán)己烷(C6H12)，則電極D是陰極，電極E是陽極，陽極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2，故氣體X是氧氣，A錯誤；電解池中陽離子向陰極移動，則H由右室進(jìn)入左室，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯誤；陰極上苯(C6H6)被還原生成環(huán)己烷(C6H12)，電極反應(yīng)式為C6H66H6e=C6H12，根據(jù)陰、陽極上發(fā)生的反應(yīng)及得失電子守恒推知電池總反應(yīng)式為2C6H66H2O=2C6H123O2，故該儲氫過程就是C6H6與水反應(yīng)的過程，C錯誤，D正確。7.在微生物作用下電解有機(jī)廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2。其原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A電源B極為負(fù)極B通電后，若有0.1 mol H2生成，則轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C通電后，H通過質(zhì)子交換膜向右移動，最終右側(cè)溶液pH減小D與電源A極相連的惰性電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3COOH8e2H2O=2CO28H解析：選C電解有機(jī)廢水(含CH3COOH)，在陰極上氫離子得電子生成氫氣，即2H2e=H2，則連接陰極的B極為負(fù)極，選項A正確；通電后，若有0.1 mol H2生成，根據(jù)電極反應(yīng)式2H2e=H2可知轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，選項B正確；在陰極上氫離子得電子生成氫氣，但是氫離子會經(jīng)過質(zhì)子交換膜向右移動進(jìn)入陰極室，陰極室的pH幾乎保持不變，選項C不正確；與電源A極相連的惰性電極是陽極，電極反應(yīng)式為CH3COOH8e2H2O=2CO28H，選項D正確。8(2019瀘州一診)氫碘酸(HI)可用“四室電滲析法”制備，其工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列敘述錯誤的是()A通電后，陰極室溶液的pH增大B陽極電極反應(yīng)式是2H2O4e=4HO2C得到1 mol產(chǎn)品HI，陽極室溶液質(zhì)量減少8 gD通電過程中，NaI的濃度逐漸減小解析：選C通電后，陰極電極反應(yīng)式為2H2O2e=2OHH2