適用于新教材2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第六章課時規(guī)范練33多池或多室電化學(xué)裝置及分析魯科版

課時規(guī)范練33選擇題:每小題只有1個選項符合題意。1.(2024安徽“皖南八?！甭?lián)考)利用銅協(xié)作物10-phenanthroline-Cu作催化劑電催化可還原CO2制備碳基燃料(包括CO、烷烴和羧酸等),其裝置原理如圖所示。下列說法正確的是()A.石墨烯為陰極,電極反應(yīng)式為CO2+2H2O+2e-HCOOH+2OH-B.該裝置工作時,H+穿過質(zhì)子交換膜從右向左移動C.每轉(zhuǎn)移2mol電子,陰極室電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加46gD.該裝置工作一段時間后,陽極室電解質(zhì)溶液pH不變答案C解析石墨烯為陰極,交換膜為質(zhì)子交換膜,陰極電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-HCOOH,A錯誤;依據(jù)電解原理,H+應(yīng)從左向右移動,B錯誤;轉(zhuǎn)移2mol電子,有44gCO2參與反應(yīng),同時有2molH+從陽極移向陰極,陰極室電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加44g+2g=46g,C正確;陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,溶劑水削減,c(H+)增大,pH減小,D錯誤。2.電解含硫酸銨的廢水可制備硫酸和化肥,電解裝置如圖。下列說法錯誤的是()A.a極為電源的負(fù)極B.NH4C.電解過程中原料室溶液pH上升D.M室電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+答案A解析電解含硫酸銨的廢水可制備硫酸和化肥,則NH4+通過陽膜移向N室,所以右邊石墨電極為陰極,左邊石墨電極為陽極,則a極為電源的正極,A錯誤,B正確;電解過程中原料室溶液中NH4+通過陽膜移向N室,SO42-通過陰膜移向M室,原料室中(NH4)2SO4濃度降低,則溶液的pH上升,C正確;左邊M室中水電離產(chǎn)生的OH-發(fā)生氧化反應(yīng),M室電極反應(yīng)式為2H2O-4e-3.某科研小組探討采納BMED膜堆(示意圖如下),模擬以精制濃海水為原料干脆制備酸堿。BMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(A、D)。已知:在直流電源的作用下,雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離,生成H+和OH-。下列說法錯誤的是 ()A.電極a連接電源的正極B.B為陽離子交換膜C.電解質(zhì)溶液采納Na2SO4溶液可避開有害氣體的產(chǎn)生D.Ⅱ口排出的是淡水答案B解析依據(jù)題干信息確定該裝置為電解池,陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動,故電極a為陽極,連接電源的正極,A正確;水在雙極膜A解離后,氫離子和透過B膜的陰離子在B膜左側(cè)形成混合酸,B為陰離子交換膜,B錯誤;電解質(zhì)溶液采納Na2SO4溶液,電解時生成氫氣和氧氣,可避開有害氣體的產(chǎn)生,C正確;海水中的陰、陽離子透過兩側(cè)交換膜向兩側(cè)移動,淡水從Ⅱ口排出,D正確。4.(2024山東泰安模擬)1,5-戊二胺()是生物法制備尼龍材料的重要原料,利用雙極膜電滲析產(chǎn)堿技術(shù)可將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽(含和SO42-A.a極的電勢比b極的低B.m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜C.電解過程中,H2SO4極室溶液的pH漸漸減小D.b極區(qū)每生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),理論上可生成2mol1,5-戊二胺答案D解析電解池中陽離子向a極運動,則a極是陰極,b極是陽極,故a極的電勢比b極的低,A正確;m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜,B正確;電解過程中,生物發(fā)酵液中的SO42-進(jìn)入H2SO4極室生成H2SO4,溶液pH漸漸減小,C正確;b極區(qū)是陽極區(qū),電滲析過程生成O2,每生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)轉(zhuǎn)移電子11.222.5.用乙醇燃料電池作為電源電解KI溶液的裝置如圖所示,下列說法正確的是()A.甲池中OH-流向b極,乙池中OH-流向d極B.a極的電極反應(yīng)式為CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+C.已知I2會與OH-反應(yīng)生成IO-,則在乙池的右側(cè)會存在IO-D.當(dāng)乙池產(chǎn)生2mol氣體時,則電路中轉(zhuǎn)移2mole-答案C解析甲池中乙醇通入a極,空氣通入b極,則a極是負(fù)極,b極是正極,依據(jù)電極的連接方式可知,c極是陽極,d極是陰極。原電池中陰離子向負(fù)極移動,電解池中陰離子向陽極移動,則甲池中OH-流向a極,乙池中OH-流向c極,A錯誤;甲池電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則a極反應(yīng)式為CH3CH2OH+16OH--12e-2CO32-+11H2O,B錯誤;c極是陽極,電極反應(yīng)為2I--2e-I2,I2會與OH-反應(yīng)生成IO-,乙池中是陰離子交換膜,故乙池中交換膜的左側(cè)和右側(cè)都會存在IO-,C正確;d極是陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,乙池產(chǎn)生2mol氣體時,則電路中轉(zhuǎn)移4mol電子,D錯誤。6.(2024福建南平模擬)雙極膜是一種能將水分子解離成H+和OH-的特別離子交換膜。應(yīng)用雙極膜制取聚合硫酸鐵凈水劑[FA.交換膜M為陰離子交換膜,乙為OH-B.電極a的電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑C.電流密度過大,會使PFS產(chǎn)品含量降低D.若制得1mol[Fe(OH)SO4]3,理論上轉(zhuǎn)移的電子為2mol答案D解析由生成較濃硫酸可知,SO42-從硫酸鐵溶液進(jìn)入稀硫酸中,交換膜M為陰離子交換膜,要有PFS生成,則甲為H+,乙為OH-,A正確;甲為H+,則電極a為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,B正確;電流密度過大會使OH-進(jìn)入硫酸鐵溶液中生成氫氧化鐵沉淀,使PFS含量降低,C正確;若制得1mol[Fe(OH)SO4]3,則有3molOH7.我國科研人員以二硫化鉬(MoS2)作為電極催化劑,研發(fā)出一種Zn-NO電池系統(tǒng),該電池同時具備合成氨和對外供電的功能,其工作原理如圖所示(雙極膜可將水解離為H+和OH-,并實現(xiàn)其定向通過)。下列說法錯誤的是()A.運用MoS2電極能加快合成氨的速率B.Zn/ZnO電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-ZnO+H2OC.雙極膜右側(cè)為陽離子交換膜D.當(dāng)電路中通過10mole-時,理論上可以轉(zhuǎn)化NO的質(zhì)量為30g答案D解析MoS2是電極反應(yīng)的催化劑,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快合成氨的速率,A正確;MoS2為原電池的正極,一氧化氮在催化劑的作用下在溶液中發(fā)生還原反應(yīng)生成氨,原電池中陽離子移向正極,則雙極膜右側(cè)為陽離子交換膜,C正確;MoS2為原電池的正極,一氧化氮在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨:NONH3,則當(dāng)電路中通過10mole-時,理論上可以轉(zhuǎn)化NO的質(zhì)量為60g,D錯誤。8.科學(xué)家采納碳基電極材料設(shè)計了一種新的電解氯化氫回收氯氣的工藝,原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.a極是電源的正極B.陰極的電極反應(yīng)式為Fe2+-e-Fe3+C.電路中每轉(zhuǎn)移1mole-,理論上可以回收氯氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D.該工藝涉及的總反應(yīng)為4HCl+O22Cl2+2H2O答案B解析連接電源a極的電極上HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,發(fā)生氧化反應(yīng),電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陽極連接的是電源正極,故a極為電源正極,A正確;陰極區(qū)Fe3+得電子生成Fe2+,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3++e-Fe2+,B錯誤;依據(jù)陽極的電極反應(yīng)2HCl-2e-Cl2+2H+,可知2e-~Cl2(g),故電路中每轉(zhuǎn)移1mole-,理論上可以回收的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為12×1mol×22.4L·mol-1=11.2L,C正確;整個過程是電解條件下,Fe3+起催化作用,HCl與O2反應(yīng)生成Cl2和H2O,該工藝的總反應(yīng)為4HCl+O22Cl2+2H2O,D正確。9.氫能因其環(huán)境友好性被譽為“終極能源”?？茖W(xué)家利用電解原理將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.陽極的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-N2+6H2OB.OH-由a電極通過交換膜遷移向b電極C.電解一段時間后,陰極區(qū)的pH不變D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時,理論上可生成高純氫氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案C解析陽極上氨失電子生成氮氣和水,電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-N2+6H2O,A正確;a電極發(fā)生還原反應(yīng),a電極是陰極,b電極是陽極,陰離子由陰極移向陽極,OH-由a電極通過交換膜遷移向b電極,B正確;陰極發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-H2↑+2OH-,電解一段時間后,陰極區(qū)的pH增大,C錯誤;陰極發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-H2↑+2OH-,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時,理論上可生成高純氫氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),D正確。10.(2024全國甲卷,13)乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采納如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層的H2O解離為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是 ()A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B.陽極上的反應(yīng)式為+2H++2e-+H2OC.制得2mol乙醛酸,理論上外電路中遷移了1mol電子D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案D解析該裝置通電時,乙二酸被還原為乙醛酸,因此鉛電極為電解池陰極,石墨電極為電解池陽極,陽極上Br-失電子生成Br2,然后Br2將乙二醛氧化為乙醛酸,雙極膜中間層的H+移向陰極,OH-移向陽極。KBr在電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外,同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物,A錯誤;陽極上Br-失去電子生成Br2,Br2將乙二醛氧化為乙醛酸,B錯誤;電解過程中陰、陽極均生成乙醛酸,1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,依據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol,因此制得2mol乙醛酸時,理論上外電路中遷移2mol電子,C錯誤;雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極,即H+移向鉛電極,D正確。11.為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),我國科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池,電池工作時,復(fù)合膜(由a、b膜復(fù)合而成)層間的H2O解離成H+和OH-,在外加電場作用下可透過相應(yīng)的離子膜定向移動。當(dāng)閉合K1時,Zn-CO2電池工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.閉合K1時,OH-通過b膜向Zn電極方向移動B.閉合K1時,Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-C.閉合K2時,Zn電極與直流電源正極相連D.閉合K2時,在Pd電極上有2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)生成,則析出Zn6.5g答案C解析閉合K1時,該裝置為原電池,Zn電極為負(fù)極,Pd電極為正極,OH-通過b膜移向Zn電極,A正確;閉合K1時,該裝置為原電池,Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-,電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-,B正確;閉合K1時,Zn-CO2電池中Zn電極為負(fù)極,Pd電極為正極,閉合K2時,該裝置為電解池,Zn電極為陰極,與直流電源負(fù)極相連,C錯誤;閉合K2時,該裝置為電解池,Pd電極為陽極,陽極上HCOOH發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)生成CO2,Zn電極為陰極,陰極上析出鋅,利用得失電子守恒可知,有2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)生成時,可析出6.5gZn,D正確。12.(2024湖南新高考教研聯(lián)盟聯(lián)考)雙極膜在電滲析中應(yīng)用廣泛,它是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成。雙極膜內(nèi)層為水層,工作時水層中的H2O解離成H+和OH-,并分別通過離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。下圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。下列說法正確的是()A.出口2的產(chǎn)物為NaOH溶液B.出口5的產(chǎn)物為硫酸溶液C.Br-可從鹽室最終進(jìn)入陽極液中D.陰極電極反應(yīng)式為2H+-2e-H2↑答案A解析電解時,溶液中的陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,溶液中的Na+通過陽離子交換膜向陰極移動,與雙極膜供應(yīng)的氫氧根離子結(jié)合為NaOH,出口2的產(chǎn)物為NaOH溶液,A正確;電解時,溶液中的陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,溶液中的Br-通過陰離子交換膜向陽極移動,與雙極膜供應(yīng)的氫離子結(jié)合為HBr,故出口4的產(chǎn)物為HBr溶液,鈉離子不能通過雙極膜,出口5的產(chǎn)物不是硫酸溶液,B錯誤;結(jié)合B項,Br-不會從鹽室最終進(jìn)入陽極液中,C錯誤;電解池陰極處發(fā)生的反應(yīng)是物質(zhì)得到電子的還原反應(yīng),水解離成H+和OH-,則在陰極處發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-H2↑,D錯誤。13.一種微生物電解池(MEC)既可以處理有機(jī)質(zhì)廢水,又有助于降低碳排放,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.a電極為MEC的陽極B.MEC工作時,質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移C.b電極的電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e-CH4+2H2OD.a電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2相等答案D解析a電極上有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2,發(fā)生氧化反應(yīng),則a電極為陽極,A正確;MEC工作時為電解池,電解池中陽離子由陽極向陰極遷移,故質(zhì)子將從a電極室向b電極室遷移,B正確;b電極上CO2得電子被還原,并結(jié)合遷移過來的氫離子生成CH4和H2O,依據(jù)電子守恒和元素守恒可得電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e-CH4+2H2O,C正確;有機(jī)質(zhì)中碳元素的化合價不肯定和甲烷中碳元素的化合價相同,故a電極室產(chǎn)生的CO2與b電極室消耗的CO2不肯定相等,D錯誤。14.利用電化學(xué)原理可對海水(主要成分為NaCl和H2O,還含有少量微生物)進(jìn)行消毒,并能清除殘留的含氯消毒物質(zhì)(工作原理如圖,其中電極均為惰性電極)。已知:工作時,先斷開K2,閉合K1,一段時間后,斷開K1,閉合K2。下列說法不正確的是 ()A.閉合K1后的總反應(yīng)為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-B.閉合K2后,Na+通過離子交換膜從Ⅱ室遷移至Ⅲ室C.工作完成后,Ⅱ室中有金屬Na剩余D.殘留的含氯消毒物質(zhì)在Ⅲ室放電被脫除答案A解析閉合K1后為電解池,陽極海水中的Cl-被氧化為氯氣,陰極為含Na+的有機(jī)電解液,則Na+被還原生成Na單質(zhì),總反應(yīng)為2Cl-+2Na+Cl2↑+2Na,A錯誤;斷開K1,閉合K2后為原電池,Ⅱ室中Na單質(zhì)被氧化為Na+,為負(fù)極,Ⅲ室為正極,原電池中陽離子流向正極,故Na+通過離子交換膜從Ⅱ室遷移至Ⅲ室,B正確;斷開K2,閉合K1時在Ⅰ室生成的氯氣與水反應(yīng)生成含氯消毒