高考中有关离子交换膜的电化学试题

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高考中有关离子交换膜的电化学试题

高考中有关离子交换膜的电化学试题

四、试题赏析:-1.某同学按如图所示装置进行试验,A、B为常见金属,它们-的硫酸盐可溶于水。当 闭合时,SO,2从右向左通过阴离子-交换膜移向A极.下列分析正确的是口-气体-AS-BSO:lCl-溶液-A.溶液中cA2+减小-B.B极的电极反应:B一2e-=B2+-C.Y电极上有H 产生,发生还原反应-D.反应初期,X电极周围出现白色胶状沉淀,不久沉淀溶解

5.2012年重庆T293人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产-物中的尿素,原理如下图。-① 源的负极为-B-填“A”或“B。-直流电源-C02+N2-☒8网-②阳极室中发生的反应依次为C--6e-=3Cl2↑-NaCl溶液-CONH22+3CI2+H2O=N2+CO6HCI-③ 解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相-质子交换膜-比将不变;若两极共收集到气体13.44-L标 状况,则除去的尿素为72g忽略-NaCl尿素-惰性电极-混合溶液-气体的溶解。

3.-2014·福建理综化学卷,T11某原电池装置如右图所示,-电池总反应为2Ag十C12=2 gC1。下列说法正确的是D-A.正极反应为AgC1十e-=Ag十C1-B.放电时,交换膜右侧溶 中有大-阳离子交换膜-只允许阳离子通过-量白色沉淀生成-米-AgCl/Ag-C.若用NaCl溶 代替盐酸,则电池-总反应随之改变-1molL盐酸-D.当电路中转移0.01mo1e一时,-交换 左侧溶液中约减少0.02mo1离子

高中化学突破02 电化学选择题(电池类型建模、离子交换膜)(解析版)

高中化学突破02 电化学选择题(电池类型建模、离子交换膜)(解析版)

突破02 电化学选择题(2)

限时:35分钟

1.Zn-ZnSO4-PbSO4-Pb电池装置如图,下列说法错误的是()

A.SO2-4从右向左迁移

B.电池的正极反应为Pb2++2e-===Pb

C.左边ZnSO4浓度增大,右边ZnSO4浓度不变

D.若有6.5 g锌溶解,有0.1 mol SO2-4通过离子交换膜

【答案】B

【解析】装置左侧电极为负极,右侧电极为正极,阴离子移向负极,即SO2-4从右向左迁移,A项正确;电池的正极反应式为PbSO4+2e-===Pb+SO2-4,B项错误;负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,产生ZnSO4,左边ZnSO4浓度增大,右边ZnSO4浓度不变,C项正确;6.5 g锌溶解,转移0.2 mol e-,电解液中有0.2 mol 负电荷通过离子交换膜,即有0.1 mol SO2-4通过离

2.最近,科学家研发出了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()

A.右边吸附层中发生了氧化反应

B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-===2H2O

C.该电池总反应是H++OH-===H2O

D.电解质溶液中Na+向右移动、ClO-4向左移动

【答案】A

【解析】由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极,发生氧化反应;右边吸附层为正极,发生还原

反应,A项错误;负极的电极反应是H2-2e-+2OH-===2H2O,B项正确;正极的电极反应为2H++2e-===H2↑,根据正、负极的反应可知总反应为OH-+H+===H2O,C项正确;阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,D项正确。

经典高考原电池电解池离子交换膜问题

经典高考原电池电解池离子交换膜问题

经典高考原电池电解池离子交换膜问题

【试题】以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:下列说法不正确的是

A .在阴极室,发生的电极反应为:2H 2O

+2e -=2OH -+H 2↑

B .在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变

为橙色,是因为阳极区H +浓度增大,使平衡224CrO -+2H +

227Cr O -+H 2O 向右移动 C .该制备过程总反应的化学方程式为:

4K 2CrO 4+4H 2O 通电

2K 2Cr 2O 7+4KOH +2H 2↑+O 2↑

D .测定阳极液中K 和Cr 的含量。若K 与Cr 的物质的量之比为d ,则此时铬酸钾的转

化率为1-2

d 【答案】D

【解析】根据实验装置图可知:阴极(不锈钢)发生的反应为2H 2O +2e -=2OH -+H 2↑;

因为24CrO -是最高价含氧酸根,不可能在阳极 (惰性电极)失去电子,阳极发生的反应为2H 2O —4e -=4H ++O 2↑,产生的H +使平衡224CrO -+2H

227Cr O -+H 2O 向右移动,即生成K 2Cr 2O 7,溶液逐渐由黄色变为橙色。阳极室中多余的K +通过阳离子交换膜移向阴极室,平衡两室中的电荷。电解过程中实质是电解水,一段时间以后,阴极室KOH 溶液浓度增大。

D 选项:在阳极室中,电解前是K 2CrO 4溶液,其K 与Cr 的物质的量之比值为2,电解后若K 2CrO 4完全转化为K 2Cr 2O 7,其K 与Cr 的物质的量之比值为1,则1≤d ≤2。在1≤d ≤2时,铬酸钾的转化率α为100%≤α≤0。

高考化学考点复习—离子隔膜在电化学中的应用

高考化学考点复习—离子隔膜在电化学中的应用

高考化学考点复习—离子隔膜在电化学中的应用

1、[2019·新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是( )

A、相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能

B、阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2 + 2MV2+ = 2H+ + 2MV+

C、正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3

D、电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

2、[2016·全国Ⅰ]三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42-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SO42-向正极迁移,正极区溶液pH增大

B、该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4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1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成

3、[2016·浙江]金属(M)–空气电池(如图)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反应式为:4M + nO2 +2nH2O = 4M(OH) n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。下列说法不正确

...的是()

A、采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面

交换膜原理在电化学考题中的应用

交换膜原理在电化学考题中的应用
《 数理 化 解题 研 究) 0 1 第 3期 ) 1年 2

化 学篇
5 5
般通 过密 度法 , 相对 密度 法 和气 态方 程 式法 或
② 掌 握商 与余 数 的规 律 的 关键 是理 解 余 数 的特 ③ 比较 烃 的组成 与结 论 特 点 时 , 以烷 烃 为标 准 ,
求 得烃 的式 量后 , 用如 下公式 推 断确 定 烃 的化 学式 征 , 是达 到理解 与 提高应 用 能力 的关键 . 可 这 及其 类 别wk.baidu.com. 推算 公式 为 :
确 的是 (
是 H,
) .

A 从 口逸 出 的气体 .
B 从 B 中加 人 含 少 量 . 换脱
隔膜

( Jl N 2 O4 酞 溶 液 ) 滴 了 s 、 J {
(-允 i S 通 过 ) J t ' O4 l
N O 的水 溶 液 以增 强 导 电 aH
( 的式量/ 烃 组成 单元式量)=( 1 ): + 4 商 余 可有 “ 每减 少 2个 氢原 子 , 增加 2个 不饱 和碳 原 子 , 就 数. 增加 1个 不饱 和键 ( 学 不 曾提 及 的不 饱 和 度 ) 的 中 ”
() 3 应用 提 示
判断 能力 .
商 与余 数 的规 律 , 即各 种烃 类 内涵 的 规律 . 握 掌 了这 些 规律 , 明显 提高应 用 能力 . 会 “ 准参 数 ” 基 .

2020届高三化学二轮复习专题7-离子交换膜在电化学装置中的应用

2020届高三化学二轮复习专题7-离子交换膜在电化学装置中的应用

专题7 离子交换膜在电化学装置中的应用

编写人:尚志龙日期:2019年11月10日

学号姓名

1.(2018年11月浙江选考17题)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。

下列说法不正确

...的是()

A.右边吸附层中发生了还原反应

B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-=2H2O

C.电池的总反应是2H2 +O2=2H2O

D.电解质溶液中Na+向右移动,ClO4-向左移动

2.(2019年高考天津卷6题)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌--碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是

A.放电时,a电极反应为I2Br-+ 2e-=2I-+ Br-

B.放电时,溶液中离子的数目增大

C.充电时,b 电极每增重0.65 g ,溶液中有0.02mol I -

被氧化

D.充电时,a 电极接外电源负极

3.(2019 年全国卷 I 12) 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子,下列说法错误的是 A .相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能

B .阴极区,在氢化酶作用下发生反应H 2 + 2MV 2+ = 2H + + 2MV +

C .正极区,固氮酶为催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3

D .电池工作时,质子通过交换膜由负极区向正极区移动

4.(2016年全国卷 I 11)三室式电渗析法处理含 Na 2SO 4 废水的原理如图3所示,采用惰性电极,ab 、cd 均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na +和SO 42-

高考化学电化学专题训练离子交换膜在电化学中的作用(附解析)

高考化学电化学专题训练离子交换膜在电化学中的作用(附解析)

高考化学电化学专题训练

离子交换膜在电化学中的作用

(解析附后)

1.NaBH

4

燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是( )

A.离子交换膜应为阳离子交换膜,Na+由左极室向右极室迁移

B.该燃料电池的负极反应式为BH-

4+8OH--8e-===BO-

2

+6H

2

O

C.电解池中的电解质溶液可以选择 CuSO

4

溶液

D.每消耗2.24 L O

2

(标准状况)时,A电极的质量减轻12.8 g

2.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示,图中有机废水中

有机物可用C

6H

10

O

5

表示。下列有关说法不正确的是( )

A.Cl-由中间室移向左室

B.X气体为CO

2

C.处理后的含NO

3

-废水的pH降低

D.电路中每通过4 mol电子,产生X气体的体积在标准状况下为22.4 L

3.四甲基氢氧化铵[(CH

3)

4

NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH

3

)

4

NCl]为原料,采

用电渗析法合成(CH

3)

4

NOH,其工作原理如下图所示(a、b为石墨电板,c、d、e为离子交换膜),

下列说法正确的是()

A. M 为正极

B. 制备1mol(CH 3)4NOH ,a 、b 两极共产生0.5mol 气体

C. c 、e 均为阳离子交换膜

D. b 极电极反应式:2H 2O −4e −=O 2↑+4H +

4.利用电化学原理还原CO 2制取ZnC 2O 4的装置如图所示(电解液不参加反应),下列说法正确的是

( )

A.可用H 2SO 4溶液作电解液

B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性

高考化学专题复习-专题十-考点一原电池原理及其应用-高考真题练习(附答案)

高考化学专题复习-专题十-考点一原电池原理及其应用-高考真题练习(附答案)

专题十化学反应与电能

考点一原电池原理及其应用

1.(2022广东,16,4分)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:

NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3

下列说法正确的是()

A.充电时电极b是阴极

B.放电时NaCl溶液的pH减小

C.放电时NaCl溶液的浓度增大

D.每生成1mol Cl2,电极a质量理论上增加23g

答案C由充电时电极a的反应可知,电极a发生还原反应,为阴极,电极b为阳极,A

项错误;充电时电极b的反应为2Cl--2e-Cl2,放电时的总反应为

Cl2+Na3Ti2(PO4)3NaTi2(PO4)3+2NaCl,NaCl溶液的浓度增大,NaCl溶液呈中性,故放电时NaCl溶液的pH不变,B项错误、C项正确;每生成1mol Cl2,转移2mol e-,结合充电时电极a的反应,可知会有2mol Na+结合到电极a上,使电极a质量理论上增加46g,D项错误。

疑点突破在做电化学试题时,首先从题中信息确定放电时的正、负极和充电时的阴、阳极,结合电极反应式确定反应前后电解质溶液浓度的变化情况。理论上,电极反应转移电子的物质的量与溶液中某种特定离子定向移动转移的电荷的物质的量是相同的。2.(2022湖南,8,3分)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

2023年高考化学真题电化学及其应用(习题版)

2023年高考化学真题电化学及其应用(习题版)

2023 年高考真题

电化学及其应用

1.〔2023 年课标Ⅰ〕科学家近年制造了一种型Zn−CO 2 水介质电池。电池示意图如图, 电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO 2 被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题供给了一种途径。

以下说法错误的选项是

A. 放电时,负极反响为Zn - 2e - + 4OH - =

Zn(OH) 2- 4

B. 放电时,1 mol CO 2 转化为HCOOH ,转移的电子数为 2 mol

C. 充电时,电池总反响为2Zn(OH)2-

4

D. 充电时,正极溶液中OH −浓度上升

= 2Zn + O 2 ↑ +4OH - + 2H O 2

2.〔2023 年课标Ⅱ〕电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。以以下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag +注入到无色 WO 3 薄膜中,生成Ag x WO 3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,以下表达错误的选项是

A. Ag 为阳极 C .W 元素的化合价上升

B. Ag +由银电极向变色层迁移

D .总反响为:WO 3+x Ag=Ag x WO 3 3.〔2023 年课标Ⅲ〕一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如以以下图所示,其中在VB 2

电极发生反响:VB +16OH - -11e - =VO 3- +2B(OH)- +4H O 该电池工作时,以下说法错误

2 4 4 2

的是

A. 负载通过 0.04 mol 电子时,有 0.224 L(标准状况)O 2 参与反响

B. 正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 上升

电化学中的阴、阳离子交换膜专项练习(附解析)

电化学中的阴、阳离子交换膜专项练习(附解析)

电化学中的阴、阳离子交换膜专项练习(附解析)

一、单选题(本大题共23小题)

1.氮氧化物具有不同程度的毒性,利用构成电池方法既能实现有效消除氮氧化物的排

放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,发生反应6NO2+ 8NH3= 7N2+ 12H2O,装置如图所示。下列关于该电池的说法正确的是( )

A. 为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交

换膜

B. 电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极

C. 电极A极反应式为

D. 当有被处理时,转移电子物质的量为

2.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如图所示;下列描述错误的

是()

A. 淡化海水的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法

B. 以NaCl为原料可以生产烧碱、纯碱、金属钠、氯气、盐酸等化工产品

C. 步骤Ⅱ中鼓入热空气吹出溴,是因为溴蒸气的密度比空气的密度小

D. 用水溶液吸收的离子反应方程式为

3.离子交换法净化水过程如图所示。下列说法错误的是( )

A.水中的、、通过阴离子树脂后被除去

B. 经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变

C. 通过净化处理后,水的导电性降低

D. 阴离子树脂填充段存在反应

4.下图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图,其中的

离子交换膜只允许K+通过,该电池充放电的化学

S2+KI3K2S4+3KI;装置(Ⅱ)为电解池的示意图,当闭合开关K时,

方程式为2K

X附近溶液先变红。则下列说法正确的是()

A. 闭合K时,从左到右通过离子交换膜

B. 闭合K时,电极A的反应式为

C. 闭合K时,X的电极反应式为

D. 闭合K时,当有通过离子交换膜,X电极上产生标准状况下气体

高考中有关离子交换膜电化学试题

高考中有关离子交换膜电化学试题
2.用于物质的制备、分离、提纯等。
三、离子交换膜的类型: 常见的离子交换膜为:阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。
四、试题赏析:
1.某同学按如图所示装置进行试验,A、B为常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时,SO42-从右向左通过 阴离子交换膜移向A极.下列分析正确的是 ( )
D
A.溶液中c(A2+)减小 B.B极的电极反应:B-2e- = B2+ C.Y电极上有H2产生,发生还原反应 D.反应初期,X电极周围出现白色胶状沉淀,不久沉淀溶解

பைடு நூலகம்
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写

2H2O + 2e- =。H2↑+ 2OH- (或2H+ + 2e- = H2↑)
Sn2- + 2H+ = (n-1)S+H2S↑
解析:
电解时,阴极发生阳离子的还原反应,放电的只能是H+,电极反应式是:2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH-(或2H+ + 2e- = H2↑), 电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质和H2S,方程式为: Sn2- + 2H+ = (n-1)S+H2S↑
2.(2014·全国大纲版理综化学卷,T9)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH

优秀课件高三化学复习课件:有关离子交换膜的电化学试题 (共20张PPT)

优秀课件高三化学复习课件:有关离子交换膜的电化学试题 (共20张PPT)

产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是_____________ ,说明理 NH3
由:________________ 。 根据电子守恒,阳极得到的 NO3-的量大于阴极得到的NH4+的量,所 以需充入NH3(或从阴阳极电极反应式说明也可)
解析:
由电解示意图可知,两极的反应物均为NO,1molNO生成1molNH4+需 要得到5mol电子, 1molNO生成1molNO3-需要失去3mol电子,故反应两极 反应NO的物质的量之比为3:5,所以生成的NH4+与NO3-的物质的量之比亦 为3:5,所以NO3-的量大于NH4+,欲使物质全部转化成NH4NO3,则需加入能 形成NH4+的物质,故需补充NH3 。
0.5mol O2,即16g,同时生成2mol H+,由于H+可通过质子交换膜由左侧
进入右侧,则右侧电解液质量实际减少:5.6g―2g=3.6g,左侧电解液质 量实际减少:16g+2g=18g,则两侧质量差为14.4g .
7.NH3经一系列反应可以得到 HNO3。

4)IV中,电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如上图所示,为使电解
3.某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。
下列说法正确的是( ) D
A.正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- B.放电时,交换膜右侧溶液中有大 量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池

高考的热点--离子选择交换膜

高考的热点--离子选择交换膜

区产生的 H+ 可通 过 离 子 交 换 膜 进 入 a 室 与 Na2SO3
结合,而 b 室放电产生的 OH- 不可移 向 a 室,电 解 后
将 a室溶液进行结晶脱水制得产品 .
反 应:H2 +2MV2+ =2H+ +2MV+ ,选 项 B 说 法 错
误;正极区 N2 在固氮酶催化下被还原为 NH3 ,选项 C
有使用阴离子交换膜,才能保证阴极区的I- 定向移动
到阳极区被氧 化 为 IO3- ,从 而 提 高 原 料 的 利 用 率,同
时阴极得到副产物 KOH.
例 如,海 水 中 含 有 大 量
3)物 质 的 分 离 与 提 纯 .

2+
2+
用电渗析 法 对 该
Na 、
Cl 及少量 Ca 、Mg 、
SO2-
阳极的电极反应式为
电解池阳极为 稀 硫 酸 溶 液,阳 极 发 生 氧 化 反
应,所以应为 H2O 放电产生 O2 和 H+ ,电极
图4
还可提供电能;
B 阴 极 区,在 氢 化 酶 作 用 下 发 生 反 应:H2 +
2MV2+ =2H+ +2MV+ ;
C 正 极 区,固 氮 酶 为 催 化 剂,N2 发 生 还 原 反 应
研究近年高考题发现,在电 化 学 的 考 查 中 多 次 涉 及 离
1.
3 离子交换膜类型的判断

高考真题化学分项详解专题三十 电解应用 (含参考答案与解析)

高考真题化学分项详解专题三十   电解应用 (含参考答案与解析)

高考真题化学分项详解专题三十

电解应用

1.【2020·浙江高考真题】电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH 溶液,在阳极RCOO −放电可得到R −R(烷烃)。下列说法不正确...

的是( ) A .电解总反应方程式:2RCOONa +2H 2O 通电

R −R +2CO 2↑+H 2↑+2NaOH

B .RCOO −在阳极放电,发生氧化反应

C .阴极的电极反应:2H 2O +2e −=2OH −+H 2↑

D .电解CH 3COONa 、CH 3CH 2COONa 和NaOH 混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

2.【2020·浙江高考真题】在氯碱工业中,离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下,下列说法不正确的是( )

离子交换膜

A .电极A 为阳极,发生氧化反应生成氯气

B .离子交换膜为阳离子交换膜

C .饱和NaCl 从a 处进,NaOH 溶液从d 处出

D .OH -迁移的数量等于导线上通过电子的数量

3.【2011·上海高考真题】用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( ) A .用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片 B .用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片 C .用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D .用带火星的木条检验阳极产物

4.【2013·全国高考真题】电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr 2O 72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O ,最后Cr 3+以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是( )

2021届高考化学考点微专题训练: 电化学及其应用(原卷+解析卷)

2021届高考化学考点微专题训练: 电化学及其应用(原卷+解析卷)

电化学及其应用【原卷】

1.(2021·云南昆明市·高三一模)有学者提出可利用铝-空气电池装置来净化水体(净水原理与明矾类似),其基本工作原理如图所示,正负极区的电解质溶液为酸化的NaCl溶液。下列说法正确的是( )

A.膜a为阳离子交换膜

B.电子流向:A电极→电解质溶液→B电极

C.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

D.将电解质溶液换成碱性的NaCl溶液可提升净水效果

2.(2021·陕西宝鸡市·高三一模)我国科学家最新研发出了可充电的非水相镁—溴电池,利用Mg和C作电极,以混合醚作电解液通过多孔玻璃隔膜实现离子交换,其示意图如下,下列说法正确的是

A.放电时,Mg2+、Br-均通过多孔玻璃膜

B.放电时,正极反应为-3Br + 2e-= 3Br-

C.充电时,电池内部的Mg2+向C电极移动

D.a接直流电源的正极可实现电能转化为化学能

3.(2021·湖北高三零模)研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。

下列说法错误的是( )

A .加入3HNO 降低了正极反应的活化能

B .电池工作时正极区溶液的pH 降低

C .321molCH CH OH 被完全氧化时有23molO 被还原

D .负极反应为-+

3222CH CH OH+3H O-12e =2CO +12H

4.(2021·北京朝阳区·高三期末)实验小组研究金属电化学腐蚀,实验如下: 序

号 实验 5 min 25 min 实

验I 铁钉表面及周边未见明显

变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域,有少量红

离子交换膜专题

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离子交换膜专题训练

一、高考真题

1[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东),13]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++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O2与b极反应的O2等量

2(2020·威海一模)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示,A、B两极均为惰性电极。下列说法正确的是()

A.该装置可用于制备NaHCO3溶液,其中A极发生还原反应

B.生成a溶液的电极室中反应为:2H2O-4e-+4CO2-3===O2↑+4HCO-3

C.A极还可能有少量CO2产生,A、B两极产生的气体M和R体积比略大于2∶1

D.当c2=1 mol·L-1,c1=9 mol·L-1时,则另一室理论上可制备2 mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5 L)

3(2020·全国卷Ⅰ,12)科学家近年发明了一种新型Zn—CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是()

A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH)2-4

B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol

C.充电时,电池总反应为2Zn(OH)2-4===2Zn+O2↑+4OH-+2H2O

D.充电时,正极溶液中OH-浓度升高

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高考中有关离子交换膜的电化学试题

离子交换膜是一种对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因在应用时主要是利用它的离子选择透过性,又称为离子选择透过性膜.离子交换膜法在电化学工业中应用十分广泛。教材中并未专门介绍,一般是在讲解氯碱工业时介绍阳离子交换膜的应用,但在近年考试中涉及离子交换膜原理的考题屡见不鲜.一、交换膜的功能:

使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。

二、交换膜在中学电化学中的作用:

1.防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量;防止引发不安全因素。(如在电解饱和食盐水中,利用阳离子交换膜,防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯;防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸)。

2.用于物质的制备、分离、提纯等。

三、离子交换膜的类型:

常见的离子交换膜为:阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。

四、试题赏析:

1.某同学按如图所示装置进行试验,A、B为常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时,SO42-从右向左通过阴离子交换膜移向A极.下列分析正确的是

A.溶液中c(A2+)减小

B.B极的电极反应:B-2e-= B2+

C.Y电极上有H2产生,发生还原反应

D.反应初期,X电极周围出现白色胶状沉淀,不久沉淀溶解

2.(2014·全国大纲版理综化学卷,T9)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是

A.放电时正极反应为:NiOOH+H

2O+e-→Ni(OH)

2

+OH-

B.电池的电解液可为KOH溶液

C.充电时负极反应为:MH+OH-→M+H

2

O+e-

D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度

越高

3.(2014·福建理综化学卷,T11)某原电池装置如右图所示,电池总反应为

2Ag+Cl

2

=2AgCl。下列说法正确的是

A.正极反应为AgCl +e-=Ag +Cl-

B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子4.(2013·浙江高考·11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,

蓝色逐渐变浅。已知:3I

2+6OH-=I+5I-+3H

2

O

下列说法不正确的是( )

A.右侧发生的电极反应式:2H

2O+2e-=H

2

↑+2OH-

B.电解结束时,右侧溶液中含有I

C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H

2O KIO

3

+3H

2

D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变

5.(2012年重庆T29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图。

①电源的负极为________(填“A”或“B”)。

②阳极室中发生的反应依次为________、________。

③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将____________;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为____________g(忽略气体的溶解)。

6.(节选自2013年重庆T11(2)).化学在环境保护中起着

十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治

理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3-的原理如图所示。

①电源正极为(填A或B),阴极反应式

为。

②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质

量变化差(Δm左-Δm右)为g。

7.(节选自2014·北京理综化学卷,T26)NH

3经一系列反应可以得到 HNO

3

(4)IV中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如上图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是_____________,说明理由:________________。

8、(节选自2014·江苏单科化学卷,T20)(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。

S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行(1)将烧碱吸收H

2

2电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-S (n—1)S+ S2- S

n

①写出电解时阴极的电极反应式:。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成。

9.(节选自2014·新课标全国卷Ⅰ)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:

(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”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):

①写出阳极的电极反应式:________________________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因是________________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质,该杂质产生的原因是

________________________________。

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