人教版高考化学一轮复习课后习题 第六章 化学反应与能量 热点专项练9 电化学装置中的“离子交换膜” (5).docVIP

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热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”

1.(江苏扬州考前调研)微生物燃料电池可用于处理含CH3COO-的污水,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()

A.微生物燃料电池需在高温环境中使用

B.电极P上的反应为CH3COO-+2H2O+8e-2CO2↑+7H+

C.电路中转移4mole-时,电极Q上会消耗22.4LO2

D.用该电池同时处理含ClO4

2.(广东广州三模)中国向世界郑重承诺,努力争取前完成“碳中和”。一种微生物电解池(MEC)既可以处理有机废水,又有助于降低碳排放,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()

A.a电极为MEC的阳极

B.MEC工作时,质子将从a电极室向b电极室迁移

C.b电极的电极反应为CO2+8e-+8H+CH4+2H2O

D.a电极室产生的CO2的量与b电极室消耗的CO2的量相等

3.(广东珠海二模)7月10日正式上市的比亚迪“汉”汽车,让电动汽车的安全性达到一个新高度,其配置磷酸铁锂“刀片电池”放电时的总反应为LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,工作原理如图所示。下列说法正确的是()

A.放电时,铝箔作负极

B.放电时,Li+通过隔膜移向负极

C.用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极质量减小

D.充电时的阳极反应为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+

4.(江苏徐州考前模拟)以为原料,采用电解法制取的装置如图。下列说法正确的是()

A.电子由铅合金经溶液流到金属DSA电极

B.每转移1mole-时,阳极电解质溶液的质量减少8g

C.阴极主要发生的电极反应为+6e-+6H++2H2O

D.反应结束后阳极区pH增大

5.(河北衡水中学二模)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,装置如图所示。下列说法不正确的是()

A.a极的电极反应式为CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O

B.A膜和C膜均为阴离子交换膜

C.可用铁电极替换阴极的石墨电极

D.a极上通入2.24L(标准状况下)甲烷,阳极室Ca2+减少0.4mol

参考答案

热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”

1.D解析该装置为微生物燃料电池,即原电池,根据氢离子的流向可知P极为负极,CH3COO-被氧化为CO2,Q极为正极,氧气被还原为水。

高温会使微生物失活,从而使电池无法工作,A错误;电极P为负极,CH3COO-失电子被氧化,B错误;未指明温度和压强,无法计算消耗氧气的体积,C错误;用该电池同时处理含ClO4-的废水时,Cl

2.D解析a电极上有机质转化为CO2,发生氧化反应,所以a电极为阳极,b电极上CO2转化为CH4,发生还原反应,所以b电极为阴极。

由分析可知,A正确;工作时为电解池,电解池中阳离子由阳极向阴极迁移,所以质子将从a电极室向b电极室迁移,B正确;电极b上CO2得电子被还原,结合迁移过来的氢离子生成CH4和H2O,根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为CO2+8e-+8H+CH4+2H2O,C正确;有机质中C元素的化合价不一定和甲烷中C元素的化合价相同,所以a电极室产生的CO2的量与b电极室消耗的CO2的量不一定相等,D错误。

3.D解析放电时的总反应为LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,放电时,铜箔上LixC6失电子为负极,铝箔上Li1-xFePO4得电子为正极,A错误;放电时,阳离子移向正极,所以Li+通过隔膜移向正极,B错误;用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极的电极反应为6C+xLi++xe-LixC6,质量增加,C错误;充电时的阳极反应为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+,D正确。

4.C解析金属DSA上水失电子生成O2,电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,则金属DSA为阳极,铝合金为阴极,阴极主要发生的电极反应为+6e-+6H++2H2O,该离子交换膜为阳离子交换膜。电子不经过溶液,A错误;金属DSA上发生反应:2H2O-4e-O2↑+4H+,每转移1mole-时,消耗0.5mol水,生成0.25mol即8gO2,1mol即1gH+通过阳离子交换膜,阳极电解质溶液的质量减少9g,B错误;由分析可知,C正确;阳极区的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,硫酸的浓度增大,反应结束后阳极区pH减小,D错误。

5.B解析a极上甲烷转化为二氧化碳,甲烷失去电子,所以a极为负极,负极上甲烷发生氧化反应,电极反应式为CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O,A正确;根据题干信息,利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,可知阳极室的电极反