(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(三十三)化學(xué)能與電能(5)含離子交換膜電池的應(yīng)用(過熱點).doc
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跟蹤檢測(三十三)化學(xué)能與電能(5)—含離子交換膜電池的應(yīng)用(過熱點) 1.如圖為陽離子交換膜法電解精制的飽和食鹽水原理示意圖。其中陽離子交換膜僅允許Na+通過。下列說法錯誤的是( ) 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+的運動方向可知,Na+向陰極移動,左邊為陽極區(qū),右邊為陰極區(qū)。陽極上發(fā)生:2Cl--2e-===Cl2↑,陰極上發(fā)生:2H++2e-===H2↑,電解時,陽極生成氯氣,消耗NaCl,則應(yīng)在陽極補(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LiOH和LiCl溶液。下列說法中正確的是( ) A.B極區(qū)電解液為LiOH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LiOH和LiCl溶液。A項,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LiOH溶液,正確;B項,A中為LiCl溶液,Cl-放電生成Cl2,則陽極反應(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-,錯誤;C項,Li+向陰極移動,即由A透過陽離子交換膜向B移動,OH-向陽極移動,但是OH-不能透過陽離子交換膜,錯誤;D項,電解池的陽極上是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1 mol電子時,可得到1 mol LiOH 解析:選A 根據(jù)裝置圖中Li+、SO的流動方向可判斷,石墨a是陽極,石墨b是陰極。A項,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,錯誤;B項,a極為陽極,陽極電極反應(yīng)為2H2O-4e-===O2+4H+,正確;C項,電解過程中,SO通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室,與H+結(jié)合得到H2SO4,陰極產(chǎn)生H2,正確;D項,根據(jù)b極電極反應(yīng)2H2O+2e-===H2↑+2OH-,當(dāng)電路中通過1 mol電子時,陰極室生成1 mol OH-,1 mol Li+通過陽離子交換膜進(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,電動汽車成為汽車界的“新寵”。特斯拉全電動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,電池反應(yīng)式為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列說法不正確的是( ) A.據(jù)題意分析可知該隔膜只允許Li+通過,放電時 Li+從左邊流向右邊 B.充電時,A為陰極,發(fā)生還原反應(yīng) C.放電時,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,負(fù)極反應(yīng)式為LixC6-xe-===C6+xLi+,正極反應(yīng)式為Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2,充電時,陰極、陽極反應(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,放電時Li+從左邊流向右邊,A項正確;充電時,B電極是陽極,A是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),B項正確;放電時,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Li1-x CoO2+xLi++xe-===LiCoO2,C項正確;根據(jù)電池反應(yīng)式知,充電時鋰離子進(jìn)入石墨中,D項錯誤。 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,同時得到H2SO4,其原理如圖所示(電極材料為石墨),下列說法不正確的是( ) 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Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑。 下列說法正確的是( ) A.鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B.陽極附近溶液的pH逐漸增大 C.離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜 D.陽極反應(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項錯誤;銅作陽極,陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陽極反應(yīng)為2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,OH-由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應(yīng),離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項錯誤、D項正確;由陰極區(qū)遷移過來的OH-在陽極全部參與反應(yīng),陽極附近溶液的pH不變,B項錯誤。 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)說法錯誤的是( ) A.陽極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.通電后陰極區(qū)溶液pH會增大 C.K+通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D.純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出 解析:選C A項,陽極OH-放電,正確;B項,陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,故c(OH-)增大,pH增大,正確;C項,電解時陽離子移向陰極,錯誤;D項,陽極區(qū)的K+透過陽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。以該燃料電池為電源電解精煉銅的裝置如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.離子交換膜應(yīng)為陽離子交換膜,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,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,是陽離子交換膜,選項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C正確;A極連接原電池的正極,作陽極,每消耗2.24 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,轉(zhuǎn)移電子 0.4 mol,但陽極上(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。 下列敘述錯誤的是( ) A.離子交換膜為陽離子交換膜 B.若將鹽酸換成NaCl,電池的運行效率將會下降 C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu-e-===Cu+ D.當(dāng)外電路中流過0.1 mol電子時,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元素的化合價由0價升至+1價,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,離子交換膜為陽離子交換膜,A項正確,C項錯誤;若將鹽酸換成NaCl,NaCl溶液呈中性,則正極HN3還原成NH3,電池的運行效率會下降,B項正確;當(dāng)電路中流過0.1 mol電子時,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- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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