（通用版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)（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(diǎn)）（含解析）.doc

跟蹤檢測(cè)（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(diǎn)） 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(duì)該海水樣品進(jìn)行淡化處理，如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．b膜是陽離子交換膜 B．A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<pHC D．B極室產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán) 解析：選A　因?yàn)殛帢O是陽離子反應(yīng)，所以b膜為陽離子交換膜，選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤；B極室H＋得電子產(chǎn)生氫氣，不能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)，選項(xiàng)D錯(cuò)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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．d處流進(jìn)粗KOH溶液，e處流出純KOH溶液 D．b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4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故A錯(cuò)誤、B正確；c處流進(jìn)粗KOH溶液，f處流出純KOH溶液，故C錯(cuò)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(cuò)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(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ B．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ C．放電時(shí)，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(shí)，b池生成17.40 g Na2S4 解析：選C　放電時(shí)，負(fù)極上Na2S2被氧化生成Na2S4，電極反應(yīng)式為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，A錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極上NaBr失電子被氧化生成NaBr3，電極反應(yīng)式為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B錯(cuò)誤；放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，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(jì)算b池中生成Na2S4的質(zhì)量，D錯(cuò)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H2 B．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HCO D．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2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，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(dòng)，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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，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(cuò)誤。 5．(2018全國(guó)卷Ⅰ)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)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 ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的電勢(shì)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(shí)陰極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A項(xiàng)正確；將陰、陽兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B項(xiàng)正確；陽極接電源正極，電勢(shì)高，陰極接電源負(fù)極，電勢(shì)低，故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。 6．(2019防城港一模)一定條件下，利用如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲(chǔ)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 B．H＋由左室進(jìn)入右室，發(fā)生還原反應(yīng) C．該儲(chǔ)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C6H6＋6H＋＋6e－===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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故氣體X是氧氣，A錯(cuò)誤；電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，則H＋由右室進(jìn)入左室，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；陰極上苯(C6H6)被還原生成環(huán)己烷(C6H12)，電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－===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2C6H6＋6H2O===2C6H12＋3O2↑，故該儲(chǔ)氫過程就是C6H6與水反應(yīng)的過程，C錯(cuò)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(dòng)，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CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋ 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2H＋＋2e－===H2↑，則連接陰極的B極為負(fù)極，選項(xiàng)A正確；通電后，若有0.1 mol H2生成，根據(jù)電極反應(yīng)式2H＋＋2e－===H2↑可知轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，選項(xiàng)B正確；在陰極上氫離子得電子生成氫氣，但是氫離子會(huì)經(jīng)過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng)進(jìn)入陰極室，陰極室的pH幾乎保持不變，選項(xiàng)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CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋，選項(xiàng)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(cuò)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2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．得到1 mol產(chǎn)品HI，陽極室溶液質(zhì)量減少8 g D．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2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，則溶液的pH增大，故A正確；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故B正確；根據(jù)陽極電極反應(yīng)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(cuò)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。