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(通用版)2022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)

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1、(通用版)2022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) 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

2、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

3、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

4、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

5、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HC

6、O,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 ①EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+ ②2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+ 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

7、+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EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,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

8、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C6

9、H6+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

10、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

11、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。

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