2019版高考化學(xué)大二輪優(yōu)選習(xí)題 考前強(qiáng)化練12 常見(jiàn)膜化學(xué).doc

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考前強(qiáng)化練12　常見(jiàn)膜化學(xué) 1.(2018山西太原高三模擬)LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池的裝置示意圖,圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.電池應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,Na+向A極區(qū)移動(dòng) B.電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH- C.每有1 mol NaBH4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA D.要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極相連 答案C 解析電池放電過(guò)程中,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-,電極反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-BO2-+6H2O,A電極為正極,正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e-2OH-,為維持電荷平衡,應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,原電池中陽(yáng)離子移向正極,Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng),故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)正確;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-,電極反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-BO2-+6H2O,有1 mol NaBH4參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8NA,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導(dǎo)線a(陰極)應(yīng)與圖甲中的B極(負(fù)極)相連,故D項(xiàng)正確。 2.(2018山東濟(jì)南第一中學(xué)高三月考)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,電化學(xué)降解NO3-的原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.A為電源的正極 B.溶液中H+從陽(yáng)極向陰極遷移 C.Ag-Pt電極的電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O D.電解過(guò)程中,每轉(zhuǎn)移2 mol電子,則左側(cè)電極就產(chǎn)生32 g O2 答案D 解析該裝置中,硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽(yáng)極,連接陰極的B極為負(fù)極,A極為正極,故A項(xiàng)正確;電解時(shí)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),所以H+從陽(yáng)極向陰極遷移,故B項(xiàng)正確;陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O,故C項(xiàng)正確;左側(cè)電極為陽(yáng)極,發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-4H++O2↑,所以每轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí),左側(cè)電極就產(chǎn)生0.5 mol即16 g O2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2018甘肅武威第十八中學(xué)高三)根據(jù)光合作用原理,設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.a電極為原電池的正極 B.外電路電流方向是a→b C.b電極的電極反應(yīng)為O2+2e-+2H+H2O2 D.a電極上每生成1 mol O2,通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+為2 mol 答案C 解析根據(jù)圖示信息,可知a電極反應(yīng)2H2O-4e-4H++O2↑,發(fā)生了氧化反應(yīng),a電極為原電池的負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;外電路電流由正極流向負(fù)極,即由b→a,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示信息,b電極的電極反應(yīng)為O2+2e-+2H+H2O2,C項(xiàng)正確;由a極的電極反應(yīng)方程式可知,a電極上每生成1 mol O2,通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+為4 mol,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.(2018安徽宿州高三教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))太陽(yáng)能光電池具有可靠穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。氮化鎵(GaN)光電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.該裝置系統(tǒng)中只存在光能與電能之間的轉(zhuǎn)化 B.Cu電極反應(yīng)式為CO2+8H+-8e-CH4+2H2O C.工作時(shí),產(chǎn)生的O2、CH4體積比為1∶1(同溫同壓) D.離子交換膜為質(zhì)子交換膜,H+從左池移向右池 答案D 解析由氮化鎵(GaN)光電池的工作原理裝置圖可知,左池中GaN為負(fù)極,該電極上水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,右池Cu電極為正極發(fā)生還原反應(yīng),該電極上CO2得到電子被還原生成CH4,電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+CH4+2H2O。由氮化鎵(GaN)光電池的工作原理裝置圖可知,該裝置系統(tǒng)中存在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?電能又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能?A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)上述分析,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知,同溫同壓下產(chǎn)生的O2、CH4的體積比為2∶1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)離子向正極移動(dòng),所以離子交換膜為質(zhì)子交換膜,H+從負(fù)極左池移向正極右池,D項(xiàng)正確。 5.(2018云南峨山彝族自治縣第一中學(xué)模擬)現(xiàn)有陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理,可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.b是陰離子交換膜,允許Na+通過(guò) B.從A口出來(lái)的是H2SO4溶液 C.陰極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑ D.Na2SO4溶液從G口加入 答案B 解析由題意知,硫酸鈉溶液從F通入,陰極上H+放電生成氫氣,破壞水的電離平衡生成氫氣和OH-,b為陽(yáng)離子交換膜,允許Na+通過(guò),從G通入稀氫氧化鈉溶液,D口出來(lái)的是較濃的氫氧化鈉溶液;陽(yáng)極上OH-放電生成氧氣和H+,a為陰離子交換膜,允許SO42-通過(guò),從E通入稀硫酸,A口出來(lái)的是較濃的硫酸。綜上所述,B項(xiàng)正確。 6.(2018四川瀘州高三教學(xué)質(zhì)量診斷)用惰性電極電解法制備硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子和陰離子通過(guò))。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A.陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2 B.b極的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-O2↑+4H+ C.產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3+OH-B(OH)4- D.每增加1 mol H3BO3產(chǎn)品,NaOH溶液增重22 g 答案D 解析由圖可知,b電極為陽(yáng)極,電解時(shí)陽(yáng)極上水失電子生成O2和H+,a電極為陰極,電解時(shí)陰極上水得電子生成H2和OH-,原料室中的鈉離子通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入a極室,溶液中c(NaOH)增大,原料室中的B(OH)4-通過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,b極室中氫離子通入陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室,B(OH)4-與H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3;a、b電極反應(yīng)式分別為2H2O+2e-H2↑+2OH-、2H2O-4e-O2↑+4H+,理論上每生成1 mol產(chǎn)品,b極生成1 mol H+、a極生成0.5 mol H2。由a、b電極反應(yīng)式可知,陰極生成2 mol H2同時(shí)陽(yáng)極生成1 mol O2,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)上述分析可知,B項(xiàng)、C項(xiàng)錯(cuò)誤;理論上每生成1 mol產(chǎn)品,b極生成1 mol H+、a極生成0.5 mol H2,質(zhì)量為1 g,同時(shí)原料室中的鈉離子通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入a極室1 mol,其質(zhì)量為23 g,所以氫氧化鈉溶液增重22 g,故D項(xiàng)正確。 7.(2018浙江暨陽(yáng)高三聯(lián)考)用原電池原理可以處理硫酸工業(yè)產(chǎn)生的SO2尾氣?，F(xiàn)將SO2通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.M極為負(fù)極,電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.溶液中H+移向N區(qū),SO42-移向M區(qū) C.N極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-2H2O D.相同條件下,M、N兩極上消耗的氣體體積之比為2∶1 答案B 解析該電池的本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸,M電極上二氧化硫失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO42-,為負(fù)極,電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+,N電極為氧氣得電子結(jié)合氫離子生成水為正極,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O,故A項(xiàng)正確;根據(jù)上述分析,M極為負(fù)極,溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),因此溶液中H+移向N區(qū),但陰離子不能通過(guò)質(zhì)子交換膜,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;N電極為氧氣得電子結(jié)合氫離子生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O,故C項(xiàng)正確;根據(jù)上述分析,在相同條件下,M、N兩極上消耗的氣體體積之比為2∶1,故D項(xiàng)正確。