2022届高三化学一轮复习考点特训： 多池多室带膜电化学装置(解析版).pdf

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1、多池多室带膜电化学装置【原卷】一、选择题(共34题)1.电致变色玻璃以其优异的性能将成为市场的新宠，如图所示五层膜的玻璃电致变色系统，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。(已知：WO3和Li4Fe“Fe(CN)63均为无色透明，LiWO3和Fe“Fe(CN)63均为蓝色)下列有关说法正确的是()透明导电层电致变色层离子导体层离子储存层B?多畛?;多多乡卜透明等电层A.当B外接电源负极时，膜由无色变为蓝色B.当B外接电源负极时，离子储存层发生反应为：Fe4Fe(CN)63+4Li+4e-=Li4Fe4Fe(CN)63C.当A接电源的

2、负极时，此时Li+得到电子被还原D.当A接电源正极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光w op LIWOj 经Lr的聚环气乙烧凝皎电展第Fe，|FC、M，LhFe.|F!2-8.四甲基氢氧化铉KCH3）4NOH 常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化镂（CH3）4NCI 为原料，采用电渗析法合成KCH3）4NOH,其工作原理如图所示（a、b 为石墨电极，c、d、e 为离子交换膜），下列说法不正确的是（）NaOH溶液A.N 为电源正极B.b 极 电 极 反 应 式：4OH-4e=O2t+2H2OC.c 为阳离子交换膜，d、e 均为阴离子交换膜D.a、b 两极均有气体生成，同温同压下体积比为2：19.

3、利用光伏电池与膜电解法制备Ce（SO“2溶液的装置如下图所示，下列说法正确的是（）Ce：（SO*3（aa%b%D.标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4moiK+移入阴极区11.（2020山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCI溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含CH3COO-的溶液为例）。下列说法错误的是（）生 物 膜 有 机 模 拟 酸 性废 水 海 水 水 溶 液A.负极反应为 CH3COO+2H2O-8e-=2CO2T+7H+B.隔膜1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜C

4、.当电路中转移Imol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:112.（2020山东卷）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（）A.阳极反应为 2H2O-4e-=4H+O2TB.电解一段时间后，阳极室的pH未变C.电解过程中，H+由a 极区向b 极区迁移D.电解一段时间后，a 极生成的Ch与 b 极反应的Ch等量1 3.三室式电渗析法处理含Na2s04废水的原理如图所示，采用惰性电极,aB项，cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和 SCV-可通过

5、离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（A.通电后中间隔室的SCV一离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2sCh废水时可以得到NaOH和H2sCh产品C.负极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过Im ol电子的电量时，会有0.5mol的Ch生成1 4.硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+O H-=B(O H)；,H3BO3可以通过电解的方法制备。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)。下列说法正确的是()石墨阳膜 阴膜 阳膜石墨：H

6、,BO,:稀溶液N i i B(O H)1浓溶液N a O H:稀硫酸稀溶液阳 极 室 产 品 室 原 料 室 阴 极 室A.当电路中通过1 m ol电子时，可得到1 mol H3BO3B.将电源的正、负极反接，工作原理不变C.阴极室的电极反应式为：2H 2O-4e-=O 2f+4H+D.B(OH)I穿过阴膜进入阴极室，Na+穿过阳膜进入产品室1 5.用电渗析法由NaH2PCh制备H3P0 2的工作原理如图所示，下列说法正确的是()T 电源总石墨阳 膜1阴膜 阳 膜2石墨稀硫酸113Po 2稀溶液N aI I2P O2浓溶液N aO H稀溶液A.电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H+2b

7、=H2TB.氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小C.H+由左向右穿过阳膜1,H2P0 3由右向左穿过阴膜D.当导线中转移0.4 mol 一时，两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48 L16.高铁酸钠（NazFeO,是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是（)A.阳极反应式:（含少量NaOH）浓NaOH溶液乙溶液Fe-6e+8OH-=F eO i_+4H2OB.甲溶液可循环利用C.离子交换膜a 是阴离子交换膜D.当电路中通过2 moi电子的电量时，会有ImoIHh生成17.对氨基苯甲酸（HO

8、OCONH,）是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,以对硝基苯甲酸（5 N COOH）为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法不正确的是（）A.电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源B.阴极的主要电极反应式为。2N COOH+6e+6 H HOOC-yNH；+2H,OC.每转移1 mole一 时，阳极电解质溶液的质量减少9gD.反应结束后阳极区pH增大1 8.工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。实验过程中取样测丙溶液的p H值，p H试纸显红色。下列有关说法正确的是（）A.a电极的电极反应式为：2H+2e=H2tB.联合生产过程中需添加补充Na

9、2s04C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.每 转 移0.1 m ol电子，产 生1.12 L的气体乙1 9.电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（）淡水或浓缩海水 离子交换膜a一离子交换膜b111Na+Na+ci-:cr电极Na+ci-Na+ci-Na*!Na+ci-:ci-1Na+ci-Na*ci-z,1Na；ci-电极2海水A.离子交换膜b为阳离子交换膜B.各间隔室的排出液中，为淡水C.通电

10、时，电极1 附近溶液的pH比电极2 附近溶液的pH变化明显D.淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值20.近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：电化学工作站-离f交换膜下列说法错误的是（）A.工作时，电子流入a 极B.阳极区的电极反应为：N2+6H2O-10e=2NO3+12H+C.阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3D.该离子交换膜应使用质子交换膜21.如图是一种新型的光化学电源，当光照射光电极时，通入02和 H2s即产生稳定的电流（H2AQ和 AQ是两种有机物）。下列说法不正确的是（）离交膜阳子换光

11、照/A.H+通过阳离子交换膜从正极区进入负极区B.电源工作时发生了光能、化学能、电能间的转化C.负极的电极反应式为2-2 e-=l2D.总反应为H2 s+O2 理 厘 H2 O2+S2 2.利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示:下列说法错误的是()A.X、Y 依次为阳离子、阴离子选择性交换膜B.负极的电极反应式：B H；+8OH-8e-=B(O H)；+4H2OC.2 室流出的溶液中溶质为Na2 s0 4和 K2 sChD.电路中每转移1 mol电子，电极2 上有32 g C u 析出2 3.一种锂电池的工作原理如下图所示，正极反应液可以在正极区和氧化罐间循

12、环流通，氧化罐中加入的(NH4)2 S2 O8可以将Fe2+氧化，自身被还原为SO42-O下列关于该电池说法正确的是()A.电池放电时将电能转化为化学能B.放电时Li+由正极区移向负极区C.放电时的负极反应为Fe3+e-=Fe2+D.氧化罐中反应的离子方程式为：2Fe2+S2O82=2Fe3+2SO422 4.微生物燃料电池（MFC）以厌氧微生物催化氧化有机物（如葡萄糖），同时处理含Cu2+废水，装置如图所示，下列说法错误的是（）葡萄糖阴离子交换膜物生微A.M极为电池的负极B.温度越高，电池工作效率越高C.N极的电极反应为Cu2+2e-=CuD.电池工作时，废水中的阴离子总浓度降低2 5.利用

13、如图所示装置可制取H 2,两个电极均为惰性电极，c为阴离子交换膜。下列叙述正确的是（）A.a为电源的正极B.工作时，OH一向左室迁移C.右室的电极反应式为CiHsOH+H2O-4e=CH3COO+5H+D.生成省和CH3coONa的物质的量之比为2：126.甲醇燃料电池由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注，其工作示意图如下，其总反应为2cH30H+3O2=2CO2+4H2OO下列说法不正确的是（）催化剂电极A3用电器质子交换膜催化剂电极BWbA.电 极 A 是负极，物 质 a 为甲醇B.电池工作时，电解液中的H+通过质子交换膜向B 电极迁移C.放电前

14、后电解质溶液的p H 增大D.b 物质在电极上发生的电极反应式为：（h+4e-+2H2O=4OH-2 7.胱（N2H4）碱性燃料电池的原理示意图如图所示，电池总反应为:N2H4+O2=N2+2H2O。下列说法错误的是（）N:IL+Na()H 溶液厂回电器卜1 WK|_ 物 物.质Y阳离子交换股A.电极b 发生还原反应 B.电流由电极a 流出经用电器流入电极bC.物质Y 是 NaOH溶液 D.电极a 的电极反应式为N2H4+4OIT4e=N2T+4H2O28.一种肿燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是（）A.a 极是正极，电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2T+4H2。B.电路中每转

15、移NA个电子，就有lmolNa+穿过膜向正极移动C.b 极的电极反应式为H2O2+2e-=2OH-D.用该电池作电源电解饱和食盐水，当得到O.lmoICb时，至少要消耗O.lmol N2H42 9.金属（M）空气电池具有原料易得，能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源，该类电池放电的总反应方程式为：2M+O2+2H2O=2M(OH)2O阴离子交换膜（已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能）下列说法正确的是（）A.电解质中的阴离子向多孔电极移动B.比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池，Mg空气电池的理论比能量最高C.空气电池放电过程的负极反应式2M

16、4e-+4OlT=2M（OH）2D.当外电路中转移4moi电子时，多孔电极需要通入空气22.4L（标准状况）3 0.某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺H2N（CH2）2NH2氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示（a、b 均为石墨电极）。下列分析正确的是（）A.a 电极发生反应：H2NCH2CH2NH2+16e+4H2O=2CO2T+N2T+16HB.质子交换膜处H+由右向左移动C.该电池在微生物作用下将化学能转化为电能D.开始放电时b 电极附近溶液pH不变3 1.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH：,模拟装置如图所示。下列说法正确的是（）A.阳极室溶液由无色变成棕黄

17、色B.阴极的电极反应式为4OH-4e-=2 H2O+O2TC.电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D.电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH5PO43 2.储氢可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：C6H12(g)-C6H6(g)+3H2(g)o 一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢:r-I T O-q孔情性电极D H今 米 的 物 啾 分 数为 的 混 合 气 体多孔惰性也极E川mol的混合气体.其中苇的物瞰的联分数为24%二气体高分子电解质膜下列说法不正确的是()A.多孔惰性电极D 为阴极B.从多孔惰性电极E 产生的气体是氧气C.高分子电解质膜为阴

18、离子交换膜D.上述装置中生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H+6e-=C6H1 233.光电池在光照条件下可产生电流，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。下列说法不正确的是（）A.该装置可利用光能实现水的分解B.光照过程中阴、阳极区溶液中的pH均基本不变C.再生池中的反应为2V2+2H+：二2V3+H2TD.每有ImolOH-通过双极性膜，可产生5.6L（标准状况）的。234.已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li2S,电解液为含LiPF6SO（CH3）2的有机溶液（Li+可自由通过）。某小组以该电池为电源电解废水并获得

19、单质银，工作原理如图所示。XY下列分析正确的是（）A.X与电池的L i电极相连B.电解过程中c（BaCh）保持不变C.该锂离子电池正极反应为：FeS+2 Li+2 e-=Fe+Li2SD.若去掉阳离子膜将左右两室合并，则 X 电极的反应不变二、非选择题（共 2 题）35.中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。图是通过锌精矿（主要成分为ZnS）与软镒矿（主要成分为Mn02）酸性共融法制备纳米 ZnO及 MnCh的工艺流程。回答下列问题:20%（1）“酸浸”时，锌、镒离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、镒离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为（2）写出酸浸时Zn

20、S与 MiQ发生的主要反应的化学方程式（无单质硫生成）(3)P 507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锌离子时，溶液的初始p H与分离系数的关系如表所示:初始pH1.01.52.02.53.03.54.04.5锌、镒离子分离系数7.648.8 39.9 711.2112.1013.1713.3611.75已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P 507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属于酸性萃取剂。试分析初始pH 4.0时，锌、镒离子分离系数降低的原因是(4)(阿4)2$2。8是一种强氧化剂，能 与 反 应 生 成s(V-和紫色面04-。用(N H J S208检验水相中的M n 时发生反

21、应的离子方程式为(5)二氧化镒广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5M n O 2+2A g+2N aC l=N a2M r i5O io+2A g C l。电池放电时，负极的电极反应式为(6)电解尿素的碱性溶液制取N和上的装置如图所示。(电解池中的隔膜仅阻止气体通过，两电极都是惰性电极)A电极的名称为，若起始时加入电解池的原料配比n=3,完全反应后，电 解 排 出 液 中 喘=-36.铜及其化合物广泛应用于工农业生产及生活中。(1)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的N aC l 和N aO H 的混合溶液可得到C*0,阳极及溶液中物质的有关转化如图所示，阳极的电极反应

22、式为，每生成14.4 g C 112O 转移电子 m ol o(2)将 C u C l 水解再热分解也可得到纳米C u20,C u C l 水解的反应为CUC 1(S)+H2O(1)-C u O H(s)+C(aq)+l T(aq)。该反应的平衡常数 4 与此温度下(、A U C u O H)、/(C u C l)的关系为 o(3)我国科学家围绕C u20 材料进行水相C O?光电还原反应合成甲醇，从而探究缓解能源危机和环境污染的方法，其模拟装置原理如图所示：在C u/C u20/C u 0电极薄膜表面进行C O?还原反应生成C H 3 0 H 的总反应是下图是C u/C u20/C u 0

23、复合电极在0.1 m o l L4 N a H C O s 溶液中不同电压下的光电催化还原C02生成甲醇的装置图，下图是产物甲醇的分析。不同电月卜甲醉产bt强时网的变化前线装置中CuO/CuO/Cu复 合 电 极 是(填“阴极”或“阳极”)，光电催化还原CO2生 成 甲 醇 最 佳 电 压 是，电压增大甲醇含量的降低的原因是(4)碱性CuCL溶液(用NH3-H2O-NH4C1调节pH)可作铜制印刷电路板蚀刻液原理为：CuCl2+4NH3 H20=CU(NH3)4CI2+4H2O；Cu(NH3)4ck+Cu=2Cu(NH3)2CI过程中只须及时补充NH3 H20和NH4cl就可以使蚀刻液再生，保

24、持蚀刻能力。蚀 刻 液 再 生 过 程 中 作 氧 化 剂 的 是(填 化 学 式)。50,c(CuCL)=2.5mol-L1,pH对蚀刻速串的影响如图所示。适宜pH约为8.39.0,pH过小或过大，蚀 刻 速 率 均 会 减 小 的 原 因 是.E3.).正数第后多池多室带膜电化学装置一、选择题(共34题)1.电致变色玻璃以其优异的性能将成为市场的新宠，如图所示五层膜的玻璃电致变色系统，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。(已知：WO3和Li4Fe“Fe(CN)63均为无色透明，LiWO3和Fe“Fe(CN)63均为蓝色)下列有

25、关说法正确的是()A.当B外接电源负极时，膜由无色变为蓝色B.当B外接电源负极时，离子储存层发生反应为:Fe4Fe(CN)63+4Li+4e-=Li4Fe4Fe(CN)63C.当A接电源的负极时，此时Li+得到电子被还原D.当A接电源正极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光【答案】B【解析】根据题意及图示信息可知，结合电解原理可知，当B外接电源负极时，离子储存层发生反应为：Fe4Fe(CN)63+4Li+4e-=Li4Fe4Fe(CN)63,膜由蓝色变为无色，当A接电源负极时，WO3得电子被还原，发生的电极反应为：WO3+Li+e=LiWO3,膜由无色变为蓝色。A项，当B外接电源负极时，Fe4

26、Fe(CN)6b转化为Li4FeFe(CN)63,膜由蓝色变为无色，A项错误；B项，当B外接电源负极时，根据电解原理可知，离子储存层FedFe(CN)63得电子转化为 Li4Fe4Fe(CN)63,发生反应为:Fe4Fe(CN)63+4Li+4e-=Li4Fe4Fe(CN)63,B项正确；C项，当A接电源的负极时，WO3得电子被还原为LiWCh,Li+只是作为电解质溶液导电，未发生氧化还原反应，C项错误；D项，当A接电源正极时，LiWCh失电子发生氧化反应得到W O 3,膜由蓝色变为无色，透射率增强，不能有效阻拦阳光，D项错误；故选B。2.多伦多大学EdwardSargent教授团队研发了一种

27、将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法。反应在KC1电解液的流动池中进行，示意图如图。电解结束后，将阴阳极电解液输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是()A.泡沫银电极连接电源负极B.钳箔电极附近溶液pH下降C.该过程的总反应为CH2=CH2+HOClf 心 +HC1D.当电路中通过Im ol电子时，粕箔电极上会产生11.2L气体(标准状况)【答案】D【解析】据图可知泡沫银电极上CI-失电子被氧化生成Cl2,所以泡沫银电极为阳极，则钳箔电极为阴极，电解质溶液为KC1溶液，所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。A项,根据分析可知泡沫银电极为阳极,应连接电源正极，故A错误；B项，钻箔电极

28、为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生大量氢氧根，所以的箔电极附近溶液pH升高，故B错误；C项，的箔电极的产物为H2和K O H,所以阳极区生成的HC1又会反应生成K C L初始反应物没有H O C1,该物质是阳极产物氯气和水反应生成的，据图可知HOC1中氯元素最终又生成了氯离子，所以该反应的实际反应物只有乙烯和水，最终的生成物为环氧乙烷和氢气，总反应为CH2=CHHQ一h A h +H 故C错误；D项，钳箔电极反应为：2H2O+2e-=H2f+2OH-,转移Im ol电子生成0.5mol氢气，标况下体积为1L 2L,故D正确；故选D。3.“三室法”制备烧碱和硫酸示意图如下，下列说法正

29、确的是（）A.电极A为阳极，发生氧化反应B.离子交换膜A为阴离子交换膜C.稀硫酸从c处进，浓NaOH溶液从b处出，浓Na 2s04溶液从e处进D.Na+和SO4?一迁移的数量和等于导线上通过电子的数量【答案】C【解析】根据题意和装置图，利用“三室法”制备烧碱和硫酸，则两个电极一边产生硫酸，一边产生烧碱，e处加入的应为硫酸钠溶液，钠离子与硫酸根离子通过离子交换膜A、B向两极移动，根据B电极上生成氧气，即电解质溶液中的氧元素，由-2价变为。价，化合价升高失电子，发生氧化反应，则电极B为阳极，硫酸根离子通过离子交换膜B向电极B移动，阳极反应为2H2O-4e=O2T+4H+,则c处加入的为稀硫酸，d处

30、流出的为浓硫酸；电极A为阴极，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，a加入的为稀氢氧化钠溶液，b流出的为浓氢氧化钠溶液，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2j A项，根据分析，电极A为阴极，发生还原反应，故A错误；B项，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，则离子交换膜A为阳离子交换膜，故B错误；C项，稀硫酸从c处进，浓NaOH溶液从b处出，浓Na2s04溶液从e处进，故C正确；D项，一个电子带一个单位的负电荷，Na+带一个单位的正电荷，硫酸根离子带两个单位的负电荷，Na+迁移的数量等于导线上通过电子的数量，导线上通过电子的数量等于硫酸根离子迁移数量的两倍，故D错误；故选C。4.相同金属在其

31、不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2sCh溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得。2、%、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是（）Na,SO4溶液_iti_CuSp4jJS,.-2 L 0.5 moLL-C11SO4 溶 液-阴离子交换膜离子交换膜A.a电极的电极反应为4H2O+4e-=2H2T+4OH-B.c、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜C.电池放电过程中，Cu（l）电极上的电极反应为Cu2+2e-=CuD.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320g NaOH【答案】D【解析】浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电

32、极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时，放电停止，电池放电过程中，Cu(l)电极上发生使CM+浓度降低的还原反应，作正极，Cu(2)电极上发生使Cu2+浓度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a为电解池的阴极，HhO中的H+得到电子发生还原反应生成H2,b为电解池的阳极，HzO中的OH-失去电子发生氧化反应生成02。电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol L降 低 到 负 极 区 硫 酸 铜 溶 液 同 时 由0.5 moI H+发生反应生成H3BO3;a、b电极反应式分别为 2H2O+2e-=H2T+2OHT、2H2O _4e-=O2T+4H+,理论上每生成Im

33、o】产品，b极生成Im olH+、a极生成0.5 mol H2。7.某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是()离子交换膜A.a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B.离子交换膜为阴离子交换膜C.“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌D.阴极反应式为H2O+2e-=H 2T+O2-【答案】C【解析】由“碱性水”可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成O H,K+穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜,B项错误；阳极反应为2 C r-2 e=C l2T，C12+H2O=HC1+HC1

34、O,故“酸性水”中含H C IO,具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在。2一，D项错误。8.四甲基氢氧化钱KCH3)4NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铉(CH3)4NCI为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH,其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法不正确的是()(C1I3)1NC1稀 溶 液NaCl浓溶液NaOH溶液A.N为电源正极B.b 极 电 极 反 应 式：4O H-4e=O2T+2H2OC.c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜D.a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2：1【答案】C【解 析】以四丁基漠化镂(CHMNC

35、l为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH的过程中，根据第三个池中浓度变化得出：钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，a为阴极b为阳极，阳极电极反应式为4OIT-4e-=O2T+2H20。A项，a为阴极b为阳极，N为电源正极，故A正确；B项，b为阳极，发生氧化反应，b极 电 极 反 应 式：4OH-4 e =O2T+2H2O,故B正确；C项，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误;D项，a电极为氢离子放电生成氢气，故电极反应方程式为2H+2e-=H27，b电极 为 氢 氧 根 离 子 放 电

36、 生 成 氧 气4OH-4e-=O2?+2H2O,标况下制备lmol(CH3)4N O H,转移电子是ImoL a、b两极产生气体物质的量分别为0.5mol和0.25moL a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2:1,故D正确;故选c。9.利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如下图所示，下列说法正确的是()太阳光 N电极 吧 甑而P-N tt f T.与芟 关P电极A.该装置工作时的能量形式只有两种B.石墨电极发生反应：Ce4+e=Ce3+C.该离子交换膜为阴离子交换膜，SO4z一由左池向右池迁移D.由P电极向N电极转移O.lmol电子时，阳极室生成33.2g Ce(SC

37、h)2【答案】D【解析】A项，该装置工作时的能量转化形式：热能、电能、化学能和光能，故A错误；B项，石墨是阳极，电极反应式Ce3+e=Ce4+,故B错误；C项，溶液在左侧石墨电极附近电极发生反应：Ce3+-e=Ce4+,石墨是阳极，所以硫酸根离子移向石墨电极，离子交换膜为阴离子交换膜,SO4z-由右池向左池迁移,故C错误；D项，由P电极向N电极转移O.lmol电子时，根据电极反应：Ce3+-e=Ce4+,阳极室生成 O.lmol Ce(SO4)2,即 33.2g Ce(SO4)2,故 D 正确；故选 Do10.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnCh的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电

38、极)。该装置工作时，下列说法不正确的是()阳离子交换膜02 T甲Tc%KOH溶液补充气体X6%K0H溶液阳离子交换膜1 rK2MnC）4 溶液A.甲为正极，丙为阴极B.丁极的电极反应式为MnCh?ei=MnO4一C.KOH溶液的质量分数：c%a%b%D.标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4moiK+移入阴极区【答案】C【解析】A 项，通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故 A 正确；B 项，丁是电解池阳极，MnCh?一失电子被氧化为M n O J,电极反应式是MnCV-e-=MnC4，故 B 正确；C 项,丙电极上的反应是2/2。+26

39、-=2。“-+/2 1，电极甲的电极反应式是。2+2H2O+4e-=4 0 H ,乙电极的电极反应式为HaDe+ZOHWIhO,根据溶液流动方向，c%b%a%,故 C 错误，D 项，标准状况下，甲电极上每消耗22.4L氧气时，转移4moi电子，所以理论上有4moiK+移入阴极区，故 D 正确。11.（2020山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCI溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含 CH3COO-的溶液为例）。下列说法错误的是（）A.负极反应为 CH3COO+2H2O-8e-=2CO2t+7H+B.

40、隔膜1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜C.当电路中转移Imol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1【答案】B【解析】据图可知a 极上CH3coO转化为CO?和 H+,C 元素被氧化，所以a 极为该原电池的负极，则 b 极为正极。A 项，a 极为负极，CH3coeT失电子被氧化成CO2和 H+,结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2t+7H+,故 A 正确；B 项，为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a 极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b 极，则隔膜2 为阳离

41、子交换膜，故 B 错误；C 项，当电路中转移 Imol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有ImolC 移向负极，同时有ImolNa*移向正极，即除去ImolNaCL质量为58.5g,故 C 正确；D 项，b 极为正极，水溶液为酸性,所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H+2e-=%T，所以当转移8moi电子时，正极产生4moi气体，根据负极反应式可知负极产生2moi气体，物质的量之比为4:2=2:1,故 D 正确；故选B。12.（2020山东卷）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（）A.阳极反应为 2H2O-4e=

42、4H+O2?B.电解一段时间后，阳极室的pH未变C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量【答案】D【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。A项，依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e=4H+O2T，故A正确，但不符合题意；B项，电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；C项，有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D项，电解时，阳极的

43、反应为：2H2O-4e=4H+O2t，阴极的反应为:O2+2&+2H+=H2（）2,总反应为：O2+2H2O=2H2O2,要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；故选D。1 3.三室式电渗析法处理含Na2sCh废水的原理如图所示，采用惰性电极，aB项，cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SCV-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是(A.通电后中间隔室的SO4?一离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2s04废水时可以得到NaOH和 H2s。4产品C.负极反应为2H2 0-4e-=O2+4H

44、+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过Imol电子的电量时，会有0.5mol的Ch生成【答案】B【解析】A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的SO4z一 向 正极迁移；在正极区带负电荷的OUT失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(H+)c(O H),所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，错误；B.阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(OH-)c(H+),所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2s04废水时

45、可以得到NaOH和 H2s04产品，正确；C.负极区氢离子得到电子，使溶液中c(OH)c(H+),所以负极区溶液pH升高，错误；D.当电路中通过Imol电子的电量时，根据整个 闭 合 回 路 中 电 子 转 移 数 目 相 等 可 知，反 应 产 生 氧 气 的 物 质 的 量n(O2)=lmol-r4=0.25mol,错误。1 4.硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+OH-=B(O H)；,H3BO3可以通过电解的方法制备。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)。下列说法正确的是()石阳膜TO阳 膜 石墨二 一

46、二 v N ：H 5B O(N a B(O H),：-N H :琳 酸 手 稀溶也 浓溶液，稀溶液+阳 极 室 产 品 室 原 料 室 阴 极 室A.当电路中通过1 m ol电子时，可得到1 mol H3BO3B.将电源的正、负极反接，工作原理不变C.阴极室的电极反应式为：2H2O4e-=O 2T+4H+D.B(OH)穿过阴膜进入阴极室，Na+穿过阳膜进入产品室【答案】A【解析】电解时，左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极上HhO失电子生成O2和H+,即2H 2 O-4 e-O 2 T+4 H+,阴极上H2O得电子生成H2和O H,B P 2H2O+2e=H2t+2 O H ,当电路中

47、通过1 m ol电子时，阳极生成1 mol H+,H+通过阳膜进入产品室，与通过阴膜进入产品室的B(OH)反应生成1 mol H3BO3,A项正确；电源正、负极反接后，左侧石墨电极为阴极，阴极反应式为：2H+2e-=H2T，H+被消耗，无法移向产品室，不能生成H3BO3,B项错误；结合上述分析可知，阴极反应式为2H 2O+2e-=H 2T+2O JT,C项错误；电解时原料室中Na+穿过阳膜进入阴极室，B(OH)I穿过阴膜进入产品室，D项错误。1 5.用电渗析法由NaH2P02制备H3P0 2的工作原理如图所示，下列说法正确的是()石墨稀硫酸H3P()2稀溶液N a H 2 P 0 2浓溶液N

48、a O H稀溶液A.电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H+2e-=H2fB.氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小C.H+由左向右穿过阳膜1,H2P03由右向左穿过阴膜D.当导线中转移0.4 mol e-时，两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48 L【答案】C【解析】由工作原理图可知，四室中左端电极室的H+通过阳膜1 进入产品室，H2PO5由右向左穿过阴膜进入产品室，因此左端电极为阳极，和电源正极相连，a 为正极，则 b 为负极，右端石墨电极为阴极。结合以上分析可判断电源a极为正极，所连石墨电极上的反应为氧化反应：2H2O4e-=4H+ChT，A 错误；氢氧化钠溶液所在的极室中发生的

49、电极反应为还原反应：2H2O+2e=2O H-+H2T，有 OH 生成，故 pH增大，B 错误；H+由左向右穿过阳膜1,H2PO9由右向左穿过阴膜，C 正确；根据电极反应，当导线中转移0.4 mole-时，阳极产生 0.1 mol O2,阴极产生0.2 mol H2,产生气体体积之和为标准状况下6.72 L,故 D 错误。16.高铁酸钠（NazFeO。是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是（）（含少量NaOH）浓NaOH溶液A.阳极反应式：Fe-6e+8OH-=F eO i-+4H2OB.甲溶

50、液可循环利用C.离子交换膜a 是阴离子交换膜D.当电路中通过2 moi电子的电量时，会有ImolHh生成【答案】C【解析】A 项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe-6e+8O H-=FeO F+4H2O,正确；B 项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C 项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a 的是Na+,故 a 为阳离子交换膜，错误；D 项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O+2e=H2?+2OH-,当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。17.对