(通用版)2020高考化學一輪復習 跟蹤檢測(三十八)化學能與電能(5)含離子交換膜電池的應用(過熱點)(含解析).doc
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(通用版)2020高考化學一輪復習 跟蹤檢測(三十八)化學能與電能(5)含離子交換膜電池的應用(過熱點)(含解析).doc
跟蹤檢測(三十八) 化學能與電能(5)含離子交換膜電池的應用 (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pHA<pHB<pHCDB極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍解析:選A因為陰極是陽離子反應,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pHA<pHC<pHB,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,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B電極M的電極反應式為4OH4e=2H2OO2Cd處流進粗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)生氧化反應生成氧氣,電極反應式為4OH4e=2H2OO2,故A錯誤、B正確;c處流進粗KOH溶液,f處流出純KOH溶液,故C錯誤;N極是陰極,H發(fā)生還原反應生成氫氣,非標準狀況下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,負極反應為3NaBr2e=NaBr32NaB充電時,陽極反應為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,負極上Na2S2被氧化生成Na2S4,電極反應式為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是否處于標準狀況下,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,其作用是增強溶液導電性解析:選D陰極上發(fā)生還原反應,電極反應式為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應為NaOH,其作用是增強溶液的導電性,D錯誤。5(2018全國卷)最近我國科學家設計了一種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:CO22H2e=COH2OB協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應: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,為電解池的陽極,則ZnO石墨烯電極為陰極。由題圖可知,電解時陰極反應式為CO22H2e=COH2O,A項正確;將陰、陽兩極反應式合并可得總反應式為CO2H2S=COH2OS,B項正確;陽極接電源正極,電勢高,陰極接電源負極,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)有機物的儲氫,下列有關說法正確的是()A氣體X是氫氣,電極E是陰極BH由左室進入右室,發(fā)生還原反應C該儲氫過程就是C6H6與氫氣反應的過程D電極D的電極反應式為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由右室進入左室,發(fā)生還原反應,B錯誤;陰極上苯(C6H6)被還原生成環(huán)己烷(C6H12),電極反應式為C6H66H6e=C6H12,根據(jù)陰、陽極上發(fā)生的反應及得失電子守恒推知電池總反應式為2C6H66H2O=2C6H123O2,故該儲氫過程就是C6H6與水反應的過程,C錯誤,D正確。7.在微生物作用下電解有機廢水(含CH3COOH),可獲得清潔能源H2。其原理如圖所示。下列有關說法不正確的是()A電源B極為負極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)生的反應為CH3COOH8e2H2O=2CO28H解析:選C電解有機廢水(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極為負極,選項A正確;通電后,若有0.1 mol H2生成,根據(jù)電極反應式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,陰極電極反應式為2H2O2e=2OHH2,則溶液的pH增大,故A正確;陽極上發(fā)生氧化反應,電極反應式為2H2O4e=4HO2,故B正確;根據(jù)陽極電極反應式可知得到1 mol產(chǎn)品HI,則轉(zhuǎn)移1 mol電子,陽極室溶液質(zhì)量減少9 g,故C錯誤;通電過程中,原料室中的Na移向陰極室,I移向產(chǎn)品室,所以NaI的濃度逐漸減小,故D正確。