（新課改省份專版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)（三十三）化學(xué)能與電能（5）含離子交換膜電池的應(yīng)用（過(guò)熱點(diǎn)）.doc
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跟蹤檢測(cè)（三十三）化學(xué)能與電能（5）—含離子交換膜電池的應(yīng)用（過(guò)熱點(diǎn)） 1．如圖為陽(yáng)離子交換膜法電解精制的飽和食鹽水原理示意圖。其中陽(yáng)離子交換膜僅允許Na＋通過(guò)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A．從A口加入精制的濃食鹽水 B．從E口放出的氣體是H2 C．D口導(dǎo)出的是含少量氯化鈉的NaOH溶液 D．B口NaOH的濃度小于D口 解析：選C 根據(jù)Na＋的運(yùn)動(dòng)方向可知，Na＋向陰極移動(dòng)，左邊為陽(yáng)極區(qū)，右邊為陰極區(qū)。陽(yáng)極上發(fā)生：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極上發(fā)生：2H＋＋2e－===H2↑，電解時(shí)，陽(yáng)極生成氯氣，消耗NaCl，則應(yīng)在陽(yáng)極補(bǔ)充NaCl，陰極生成OH－，則產(chǎn)品燒堿溶液從陰極區(qū)導(dǎo)出。根據(jù)分析，應(yīng)在陽(yáng)極補(bǔ)充NaCl，從A口加入精制的濃食鹽水，故A正確；右邊為陰極區(qū)，陰極上發(fā)生：2H＋＋2e－===H2↑，故B正確；陰極生成OH－，則產(chǎn)品燒堿溶液從陰極區(qū)導(dǎo)出，D口導(dǎo)出的是濃NaOH溶液，其中沒(méi)有氯化鈉，B口導(dǎo)入的是稀氫氧化鈉溶液，不是純水，故C錯(cuò)誤，D正確。 2.LiOH是制備鋰離子電池的材料，可由電解法制備。工業(yè)上利用如圖裝置電解制備 LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。下列說(shuō)法中正確的是( ) A．B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液 B．電極每產(chǎn)生22.4 L氣體，電路中轉(zhuǎn)移2 mol e－ C．電解過(guò)程中Li＋移入B電極區(qū)、OH－移入A電極區(qū) D．電解池中總反應(yīng)方程式為2HClH2↑＋Cl2↑ 解析：選A 電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。A項(xiàng)，由圖可知，右側(cè)生成氫氣，則B中H＋放電，B為陰極，在B中制備LiOH，B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液，正確；B項(xiàng)，A中為L(zhǎng)iCl溶液，Cl－放電生成Cl2，則陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，電極每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L氣體，電路中轉(zhuǎn)移2 mol e－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Li＋向陰極移動(dòng)，即由A透過(guò)陽(yáng)離子交換膜向B移動(dòng)，OH－向陽(yáng)極移動(dòng)，但是OH－不能透過(guò)陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池的陽(yáng)極上是Cl－失電子，陰極上是H＋得電子，電解的總反應(yīng)方程式為2H2O＋2LiClH2↑＋Cl2↑＋2LiOH，錯(cuò)誤。 3．LiOH是制取鋰和鋰的化合物的原料，用電解法制備LiOH的工作原理如圖所示。 下列敘述不正確的是( ) A．b極附近溶液的pH減小 B．a(chǎn)極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產(chǎn)品 D．當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子時(shí)，可得到1 mol LiOH 解析：選A 根據(jù)裝置圖中Li＋、SO的流動(dòng)方向可判斷，石墨a是陽(yáng)極，石墨b是陰極。A項(xiàng)，b極為陰極，b極電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c(OH－)增大，溶液的pH增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a極為陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，正確；C項(xiàng)，電解過(guò)程中，SO通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，與H＋結(jié)合得到H2SO4，陰極產(chǎn)生H2，正確；D項(xiàng)，根據(jù)b極電極反應(yīng)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子時(shí)，陰極室生成1 mol OH－，1 mol Li＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極室，陰極室中得到1 mol LiOH，正確。 4．隨著各地“限牌”政策的推出，電動(dòng)汽車成為汽車界的“新寵”。特斯拉全電動(dòng)汽車使用的是鈷酸鋰(LiCoO2)電池，其工作原理如圖，A 極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li＋的高分子材料，隔膜只允許特定的離子通過(guò)，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2。下列說(shuō)法不正確的是( ) A．據(jù)題意分析可知該隔膜只允許Li＋通過(guò)，放電時(shí) Li＋從左邊流向右邊 B．充電時(shí)，A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng) C．放電時(shí)，B為正極，電極反應(yīng)式為 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 D．廢舊鈷酸鋰(LiCoO2)電池進(jìn)行“放電處理”讓Li＋進(jìn)入石墨中而有利于回收 解析：選D 根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－===C6＋xLi＋，正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，充電時(shí)，陰極、陽(yáng)極反應(yīng)式與負(fù)極、正極反應(yīng)式正好相反，所以A是負(fù)極、B是正極。據(jù)題意分析可知該隔膜只允許Li＋通過(guò)，放電時(shí)Li＋從左邊流向右邊，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，B電極是陽(yáng)極，A是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，B電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－x CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，C項(xiàng)正確；根據(jù)電池反應(yīng)式知，充電時(shí)鋰離子進(jìn)入石墨中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)，下列說(shuō)法不正確的是( ) A．圖中a極要連接電源的負(fù)極 B．C口流出的物質(zhì)是硫酸 C．SO放電的電極反應(yīng)式為 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ D．B口附近的堿性減弱 解析：選D 根據(jù)Na＋、SO的移向判斷陰、陽(yáng)極。Na＋移向陰極區(qū)，a極應(yīng)接電源負(fù)極，b極應(yīng)接電源正極，其電極反應(yīng)式分別為 陽(yáng)極：SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 所以從C口流出的是H2SO4，在陰極區(qū)，由于H＋放電，破壞水的電離平衡，c(H＋)減小，c(OH－)增大，生成NaOH，堿性增強(qiáng)，從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。 6.納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。 下列說(shuō)法正確的是( ) A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換膜 D．陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 解析：選D 鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽(yáng)極，陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的OH－在陽(yáng)極全部參與反應(yīng)，陽(yáng)極附近溶液的pH不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。 下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A．陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通電后陰極區(qū)溶液pH會(huì)增大 C．K＋通過(guò)交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū) D．純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 解析：選C A項(xiàng)，陽(yáng)極OH－放電，正確；B項(xiàng)，陰極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，故c(OH－)增大，pH增大，正確；C項(xiàng)，電解時(shí)陽(yáng)離子移向陰極，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陽(yáng)極區(qū)的K＋透過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向陰極區(qū)，與陰極區(qū)的OH－結(jié)合成KOH，正確。 8．NaBH4燃料電池具有電壓高、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。以該燃料電池為電源電解精煉銅的裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( ) A．離子交換膜應(yīng)為陽(yáng)離子交換膜，Na＋由左極室向右極室遷移 B．該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O C．電解池中的電解質(zhì)溶液可以選擇 CuSO4溶液 D．每消耗2.24 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，A電極的質(zhì)量減輕12.8 g 解析：選D 通入O2發(fā)生反應(yīng)O2＋4e－＋2H2O===4OH－，通入O2的一極為正極。Na＋通過(guò)交換膜進(jìn)入右邊得到濃NaOH溶液，故離子交換膜允許Na＋通過(guò)，是陽(yáng)離子交換膜，選項(xiàng)A正確；根據(jù)圖示，負(fù)極BH轉(zhuǎn)化為 BO，反應(yīng)式為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，選項(xiàng)B正確；該電解池用于電解精煉銅，電解質(zhì)溶液可以選擇CuSO4溶液，選項(xiàng)C正確；A極連接原電池的正極，作陽(yáng)極，每消耗2.24 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子 0.4 mol，但陽(yáng)極上(A極)為粗銅，不只有Cu參與放電，還有比Cu 活潑的金屬放電，故減少質(zhì)量不一定為 12.8 g，選項(xiàng)D不正確。 9.如圖所示為酸性介質(zhì)中，金屬銅與氫疊氮酸(HN3) 構(gòu)成的原電池，總反應(yīng)方程式為 2Cu＋2Cl－＋HN3＋3H＋===2CuCl(s)＋N2↑＋NH。 下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A．離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜 B．若將鹽酸換成NaCl，電池的運(yùn)行效率將會(huì)下降 C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu－e－===Cu＋ D．當(dāng)外電路中流過(guò)0.1 mol電子時(shí)，交換膜左側(cè)離子減少0.2 mol 解析：選C 根據(jù)總反應(yīng)方程式，Cu元素的化合價(jià)由0價(jià)升至＋1價(jià)，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為負(fù)極，石墨為正極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Cu－e－＋Cl－===CuCl(s)，正極電極反應(yīng)式為HN3＋2e－＋3H＋===NH＋N2↑。根據(jù)電極反應(yīng)式和平衡電荷，離子交換膜將負(fù)極室的H＋遷移到正極室，離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若將鹽酸換成NaCl，NaCl溶液呈中性，則正極HN3還原成NH3，電池的運(yùn)行效率會(huì)下降，B項(xiàng)正確；當(dāng)電路中流過(guò)0.1 mol電子時(shí)，左側(cè)電極反應(yīng)式為Cu－e－＋Cl－===CuCl(s)，該電極反應(yīng)消耗0.1 mol Cl－，為了平衡電荷，有0.1 mol H＋遷移到右側(cè)，交換膜左側(cè)離子減少0.2 mol，D項(xiàng)正確。 10.(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(shuō)法正確的是( ) A．b膜是陽(yáng)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下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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