1、1跟踪检测（三十八） 化学能与电能（5）含离子交换膜电池的应用 （过热点）1.(2019潍坊模拟)海水中含有大量 Na 、Cl 及少量Ca2 、Mg 2 、SO ，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图24所示。下列说法正确的是( )Ab 膜是阳离子交换膜BA 极室产生气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大小为 pHApHBpHCDB 极室产生的气体可使湿润的 KI淀粉试纸变蓝解析：选 A 因为阴极是阳离子反应，所以 b膜为阳离子交换膜，选项 A正确；A 极室Cl 在阳极失电子产生氯气，但不产生沉淀，选项 B错误；淡化工作完成后，A 室 Cl 失电子产生氯气，部分
2、溶于水溶液呈酸性，B 室 H 得电子产生氢气，OH 浓度增大，溶液呈碱性，C 室溶液呈中性，pH 大小为 pHApHCpHB，选项 C错误；B 极室 H 得电子产生氢气，不能使湿润的 KI淀粉试纸变蓝，选项 D错误。2.用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗 KOH溶液，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A电极 N为阳极，电极 M上 H 发生还原反应B电极 M的电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2Cd 处流进粗 KOH溶液，e 处流出纯 KOH溶液Db 处每产生 11.2 L气体，必有 1 mol K 穿过阳离子交换膜解析：选 B 根据图示，K 移向电
3、极 N，所以 N是阴极，M 极是阳极，OH 发生氧化反应生成氧气，电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2，故 A错误、B 正确；c 处流进粗 KOH溶液，f 处流出纯 KOH溶液，故 C错误；N 极是阴极，H 发生还原反应生成氢气，非标准状况下 11.2 L氢气的物质的量不一定是 0.5 mol，故 D错误。3(2019洛阳质检)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为 Na2S2和 NaBr3，放电后分别变为 Na2S4和 NaBr。下列叙述正确的是( )A放电时，负极反应为 3NaBr2e =NaBr32Na B充电时，阳极反应为 2Na2S22e =Na2S4
4、2Na 2C放电时，Na 经过离子交换膜由 b池移向 a池D用该电池电解饱和食盐水，产生 2.24 L H2时，b 池生成 17.40 g Na2S4解析：选 C 放电时，负极上 Na2S2被氧化生成 Na2S4，电极反应式为2Na2S22e =Na2S42Na ， A错误；充电时，阳极上 NaBr失电子被氧化生成 NaBr3，电极反应式为 3NaBr2e =NaBr32Na ，B 错误；放电时，阳离子向正极移动，故 Na 经过离子交换膜，由 b池移向 a池，C 正确；题目未指明 2.24 L H2是否处于标准状况下，无法计算 b池中生成 Na2S4的质量，D 错误。4电解 Na2CO3溶液制
5、取 NaHCO3溶液和 NaOH溶液的装置如图所示。下列说法中不正确的是( )A阴极产生的物质 A是 H2B溶液中 Na 由阳极室向阴极室迁移C阳极 OH 放电，H 浓度增大，CO 转化为 HCO23 3D物质 B是 NaCl，其作用是增强溶液导电性解析：选 D 阴极上发生还原反应，电极反应式为 2H2O2e =2OH H 2，则阴极上产生的物质 A是 H2，A 正确；电解池中阳离子向阴极移动，则 Na 由阳极室向阴极室迁移，B 正确；由图可知，阳极上产生 O2，则阳极反应式为 2H2O4e =4H O 2，溶液中c(H )增大，CO 转化为 HCO ，C 正确；由图可知，阴极区得到 NaOH
6、溶液，为不引入杂23 3质，物质 B应为 NaOH，其作用是增强溶液的导电性，D 错误。5(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种 CO2H 2S协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为 ZnO石墨烯(石墨烯包裹的 ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为EDTAFe 2 e =EDTAFe32EDTAFe 3 H 2S=2H S2EDTAFe 2该装置工作时，下列叙述错误的是( )3A阴极的电极反应：CO 22H 2e =COH 2OB协同转化总反应：CO 2H 2S=COH 2OSC石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低D若采用 Fe3 /F
7、e2 取代 EDTAFe3 /EDTAFe2 ，溶液需为酸性解析：选 C 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则 ZnO石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为 CO22H 2e =COH 2O，A 项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为 CO2H 2S=COH 2OS，B 项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的高，C项错误；Fe 3 、Fe 2 只能存在于酸性溶液中，D 项正确。6(2019防城港一模)一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是( )A气体 X是氢气，电极 E是阴
8、极BH 由左室进入右室，发生还原反应C该储氢过程就是 C6H6与氢气反应的过程D电极 D的电极反应式为 C6H66H 6e =C6H12解析：选 D 由图可知，苯(C 6H6)在 D电极加氢还原生成环己烷(C 6H12)，则电极 D是阴极，电极 E是阳极，阳极反应式为 2H2O4e =4H O 2，故气体 X是氧气，A 错误；电解池中阳离子向阴极移动，则 H 由右室进入左室，发生还原反应，B 错误；阴极上苯(C 6H6)被还原生成环己烷(C 6H12)，电极反应式为 C6H66H 6e =C6H12，根据阴、阳极上发生的反应及得失电子守恒推知电池总反应式为 2C6H66H 2O=2C6H123
9、O 2，故该储氢过程就是C6H6与水反应的过程，C 错误，D 正确。7.在微生物作用下电解有机废水(含 CH3COOH)，可获得清洁能源H2。其原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )A电源 B极为负极B通电后，若有 0.1 mol H2生成，则转移 0.2 mol电子C通电后，H 通过质子交换膜向右移动，最终右侧溶液 pH减小D与电源 A极相连的惰性电极上发生的反应为 CH3COOH8e 2H 2O=2CO28H 解析：选 C 电解有机废水(含 CH3COOH)，在阴极上氢离子得电子生成氢气，即2H 2e =H2，则连接阴极的 B极为负极，选项 A正确；通电后，若有 0.1 mol H2生
10、成，根据电极反应式 2H 2e =H2可知转移 0.2 mol电子，选项 B正确；在阴极上氢4离子得电子生成氢气，但是氢离子会经过质子交换膜向右移动进入阴极室，阴极室的 pH几乎保持不变，选项 C不正确；与电源 A极相连的惰性电极是阳极，电极反应式为CH3COOH8e 2H 2O=2CO28H ，选项 D正确。8(2019泸州一诊)氢碘酸(HI)可用“四室电渗析法”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)。下列叙述错误的是( )A通电后，阴极室溶液的 pH增大B阳极电极反应式是 2H2O4e =4H O 2C得到 1 mol产品 HI，阳极室溶液质量减少 8 gD通电过程中，NaI 的浓度逐渐减小解析：选 C 通电后，阴极电极反应式为 2H2O2e =2OH H 2，则溶液的 pH增大，故 A正确；阳极上发生氧化反应，电极反应式为 2H2O4e =4H O 2，故 B正确；根据阳极电极反应式可知得到 1 mol产品 HI，则转移 1 mol电子，阳极室溶液质量减少 9 g，故 C错误；通电过程中，原料室中的 Na 移向阴极室，I 移向产品室，所以 NaI的浓度逐渐减小，故 D正确。5
