資源簡介

選擇題突破8　電化學(xué)原理綜合題分析
選擇題1~13題,每題3分,共39分
A卷
1.(2024·湖北恩施一模)為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,科學(xué)家設(shè)計(jì)了如下的H2-鉛化合物燃料電池實(shí)現(xiàn)鉛單質(zhì)的回收。
下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.正極區(qū)溶液pH升高,負(fù)極區(qū)溶液pH降低
B.電子流向:電極b→負(fù)載→電極a
C.正極區(qū)電極反應(yīng)式為HPb+H2O+2e-===Pb+3OH-
D.為了提高Pb的回收率,離子交換膜為陰離子交換膜
2.(2024·廣東佛山一模)按如圖裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),關(guān)閉K后,反應(yīng)開始。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.石墨電極A為正極
B.U形管中M代表陽離子交換膜
C.a中產(chǎn)生白色沉淀,溶液中c(Na+)·c(Cl-)減小
D.b中溶液變?yōu)槌赛S色,說明非金屬性:Cl>Br
3.(2024·安徽蕪湖一模)科學(xué)家發(fā)明了一種新型可充電Zn-N/C2H5OH電池,電池示意圖如圖所示,電極為金屬鋅和雙功能催化材料,放電時(shí),N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O進(jìn)行氨電合成等,為解決環(huán)境問題提供了一種新途徑。
已知:電解質(zhì)溶液1為弱堿性環(huán)境。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O
B.放電時(shí),1 mol N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,轉(zhuǎn)移的電子為8 mol
C.充電時(shí),左側(cè)電極的電勢低于右側(cè)電極
D.充電時(shí),陽極溶液中OH-濃度升高
4.用電化學(xué)方法可以去除循環(huán)冷卻水(含有Ca2+、Mg2+、HC、苯酚等)中的有機(jī)污染物,同時(shí)經(jīng)處理過的冷卻水還能減少結(jié)垢,其工作原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.b為電源的正極
B.鈦基電極上的反應(yīng)為H2O+e-===H++·OH-
C.碳鋼電極底部有Mg(OH)2、CaCO3生成
D.每處理1 mol苯酚,轉(zhuǎn)移24 mol電子
5.(2024·河北武邑中學(xué)檢測)工業(yè)上用雙陰極微生物燃料電池處理含N和CH3COO-的廢水。廢水在電池中的運(yùn)行模式如圖1所示,電池的工作原理如圖2所示。已知Ⅲ室中O2除了在電極上發(fā)生反應(yīng),還在溶液中參與了一個(gè)氧化還原反應(yīng)。下列說法不正確的是(　　)
A.離子交換膜b為陽離子交換膜
B.Ⅰ室電極的電極反應(yīng)式為2N+10e-+12H+===N2↑+6H2O
C.電子從Ⅱ室電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ⅰ室電極和Ⅲ室電極
D.若雙陰極通過的電流相等,當(dāng)Ⅰ室產(chǎn)生2 mol N2時(shí),Ⅲ室消耗5 mol O2
6.(2024·黑龍江佳木斯二模)某電化學(xué)鋰富集裝置如圖,工作步驟如下:Ⅰ. 向MnO2所在腔室通入海水,啟動電源乙,使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4;Ⅱ.關(guān)閉電源乙和海水通道,啟動電源甲,同時(shí)向電極a上通入O2。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.電極b與電源乙的正極相連
B.步驟Ⅰ時(shí),腔室2中的Na+進(jìn)入MnO2所在腔室
C.步驟Ⅱ時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2
D.在電極a上每消耗5.6 L O2(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),腔室1質(zhì)量增加7 g
7.(2024·廣東汕頭檢測)在直流電源作用下,雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-。某技術(shù)人員利用雙極膜(膜c、膜d)和離子交換膜高效制備H2SO4和NaOH,工作原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.電勢:N極B.雙極膜膜c輸出H+,膜a、膜e為陰離子交換膜
C.N極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),整套裝置將制得1 mol H2SO4
8.(2024·山東臨沂檢測)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝的電解池可實(shí)現(xiàn)氯化銨廢水的處理,同時(shí)制得鹽酸和氨水。工作時(shí),H2O在雙極膜界面處被催化解離出H+和OH-,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行,裝置如圖所示(M極、N極均為惰性電極)。下列說法正確的是(　　)
A.a膜是陽離子交換膜,b膜是陰離子交換膜
B.Ⅰ室制得氨水,Ⅱ室制得鹽酸
C.每生成1 mol HCl,雙極膜處共有1 mol H2O解離
D.與平面結(jié)構(gòu)的雙極膜相比,“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高產(chǎn)品生成速率
B卷
9.(2024·廣東虎門一模)用如圖裝置電解CO2制取CH4,溫度控制在10 ℃左右,持續(xù)通入CO2,電解前后HC物質(zhì)的量基本不變。下列說法正確的是(　　)
A.電解過程中HC的移動方向是:甲室→乙室
B.甲室產(chǎn)生的氣體只有O2
C.乙室電極反應(yīng)為9CO2+8e-+6H2O===CH4+8HC
D.當(dāng)乙室產(chǎn)生的氣體體積為11.2 L時(shí),外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA
10.(2024·浙江嘉興二模)水系雙離子電池原理如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.放電時(shí),電極a作電源的正極,Cu3(PO4)2發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)镃u
B.充電時(shí),水系電池中,a電極附近溶液的堿性增強(qiáng)
C.充電時(shí),b電極上的電極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-===Na0.44-xMnO2+xNa+
D.當(dāng)1 mol Cu3(PO4)2完全放電時(shí),則b電極質(zhì)量減輕138 g
11.(2024·河北滄州模擬)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種三室電池既能凈化污水,又能淡化海水,同時(shí)還可回收其中的能量,用葡萄糖溶液(足量,代替污水)、氯化鈉溶液(足量,代替海水)和100 mL 1.1 mol·L-1鹽酸模擬工作原理的示意圖如下,下列說法正確的是(　　)
A.外電路中的電流方向?yàn)殡姌OA→電極B
B.該電池的正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O
C.常溫下,當(dāng)電路中有0.1 mol e-通過時(shí),鹽酸的pH=2
D.離子交換膜A可以是陽離子交換膜也可以是陰離子交換膜,但不能與離子交換膜B相同
12.(2024·河南新鄉(xiāng)二模)自由基因?yàn)榛瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定往往不能穩(wěn)定存在,羥基自由基(·OH)有極強(qiáng)的氧化性,其氧化性僅次于氟單質(zhì)。我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種能將苯酚(C6H6O)氧化為CO2和H2O的原電池—電解池組合裝置如圖所示,該裝置能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.該裝置工作時(shí),電流方向?yàn)殡姌Ob→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→電極a
B.當(dāng)電極a上有1 mol Cr(OH)3生成時(shí),c極區(qū)溶液仍為中性
C.電極d的電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH
D.當(dāng)電極b上有0.3 mol CO2生成時(shí),電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
13.(2024·山東棗莊檢測)由于存在同種電解質(zhì)溶液的濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池稱為濃差電池。利用濃差電池電解硫酸鈉溶液可以制得氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鈉,其裝置如圖所示(a、b電極均為石墨電極)。已知:溶液A為1 L 1 mol·L-1 AgNO3溶液,溶液B為1 L 4 mol·L-1 AgNO3溶液。下列說法正確的是(　　)
A.電池放電過程中Ag(1)電極為正極,電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag
B.a電極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,b電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜
D.電池從開始工作到停止放電,電解池理論上可制得80 g氫氧化鈉
選擇題突破8　電化學(xué)原理綜合題分析
1.D　[該裝置為H2-鉛化合物燃料電池,通入燃料氫氣的電極b為負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則電極a為正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。A.根據(jù)分析,負(fù)極氫氣失電子、產(chǎn)生氫離子消耗氫氧根,pH降低,正極產(chǎn)生氫氧根離子,pH升高,正確;B.根據(jù)分析電極b為負(fù)極,電極a為正極,電子流向:電極b→負(fù)載→電極a,正確;C.根據(jù)題干信息,通過電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)鉛單質(zhì)的回收,正極區(qū)電極反應(yīng)式為HPb+H2O+2e-===Pb+3OH-,正確;D.離子交換膜應(yīng)使用陽離子交換膜,防止HPb移動至電極b,錯(cuò)誤。]
2.C　[由圖可知,U形管為原電池,A電極為原電池的正極,酸性條件下高錳酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成錳離子和水,電極B為負(fù)極,氯離子在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,氫離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入正極區(qū);揮發(fā)出的氯化氫使a處飽和氯化鈉溶液氯離子濃度增大,而形成氯化鈉固體;氯氣與b處溴化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和溴,使溶液變?yōu)槌赛S色;硬質(zhì)試管中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收氯氣,與儲存收集氯氣安全氣球的目的相同,防止污染空氣。A.由分析可知,A電極為原電池的正極,正確;B.由分析可知,氫離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入正極區(qū),正確;C.由分析可知,揮發(fā)出的氯化氫使a處飽和氯化鈉溶液氯離子濃度增大,而形成氯化鈉固體,析出固體所得溶液為氯化鈉飽和溶液,溫度不變,溶度積為定值,溶液中氯離子濃度變大,鈉離子變小,但二者乘積不變,錯(cuò)誤;D.b中溶液變?yōu)槌赛S色是因?yàn)槁葰馀c溴化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和溴,由氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物可知,氯氣的氧化性強(qiáng)于溴,證明氯元素的非金屬性強(qiáng)于溴元素,正確。]
3.D　[A.放電時(shí),Zn作負(fù)極,失電子轉(zhuǎn)化為氧化鋅,電極反應(yīng)式:Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,正確;B.由圖可知,放電時(shí)N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,N元素化合價(jià)由+5價(jià)降為-3價(jià),1 mol N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O轉(zhuǎn)移8 mol電子,正確;C.充電時(shí)左側(cè)電極為陰極,右側(cè)電極為陽極,左側(cè)電極的電勢低于右側(cè)電極,正確;D.充電時(shí)陽極發(fā)生電極反應(yīng):C2H5OH-4e-+5OH-===CH3COO-+4H2O,消耗氫氧根離子,OH-濃度降低,錯(cuò)誤。]
4.C　[
]
5.D　[由題圖2可知,Ⅱ室中CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2,C的化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),Ⅱ室電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+2H2O===2CO2↑+7H+;Ⅲ室中O2轉(zhuǎn)化為H2O,O的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),Ⅲ室電極為正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,Ⅱ室中產(chǎn)生的H+經(jīng)離子交換膜b移到Ⅲ室,故離子交換膜b為陽離子交換膜,A正確。Ⅰ室中N轉(zhuǎn)化為N2,N的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),Ⅰ室電極為正極,電極反應(yīng)式為2N+10e-+12H+===N2↑+6H2O,B正確。由上述分析可知,Ⅱ室電極為負(fù)極,Ⅰ室電極和Ⅲ室電極均為正極,電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,故電子從Ⅱ室電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ⅰ室電極和Ⅲ室電極,C正確。若雙陰極通過的電流相等,即Ⅰ室和Ⅲ室電極上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等,由上述電極反應(yīng)式可知,當(dāng)Ⅰ室產(chǎn)生2 mol N2時(shí),電路中轉(zhuǎn)移20 mol電子,則Ⅲ室電極上消耗5 mol O2,但是Ⅲ室中O2還在溶液中參與了一個(gè)氧化還原反應(yīng),故O2總消耗量大于5 mol,D錯(cuò)誤。]
6.D　[啟動電源乙,使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4,MnO2中錳元素的化合價(jià)降低,作陰極,與電源乙的負(fù)極相連,電極反應(yīng)式為2MnO2+xLi++xe-===LixMn2O4;電極b作陽極,連接電源乙正極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,關(guān)閉電源乙和海水通道,啟動電源甲,向電極a上通入空氣,使LixMn2O4中的Li+脫出進(jìn)入腔室1,則電極a為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-,陽極的電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2。A.由分析得,電極b作陽極,連接電源乙正極,正確;B.步驟Ⅰ時(shí),MnO2中錳元素的化合價(jià)降低,作陰極,腔室2中的Na+向陰極移動,進(jìn)入MnO2所在腔室,正確;C.由分析得,步驟Ⅱ時(shí),陽極的LixMn2O4失去電子,變?yōu)長i+和MnO2,電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2,正確;D.電極a為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-,每消耗5.6 L O2(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),即0.25 mol O2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol,即有1 mol Li+進(jìn)入腔室1,腔室1增重:0.25 mol×32 g·mol-1+1 mol×7 g·mol-1=15 g,錯(cuò)誤。]
7.D　[為制備純凈H2SO4、NaOH,則M極H2O得電子生成H2和OH-,結(jié)合Na+得到NaOH,故M極為陰極,N極為陽極,則電勢:N極>M極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Na+通過膜a進(jìn)入M極區(qū),膜a是陽離子交換膜;S通過膜b(陰離子交換膜)進(jìn)入膜b和膜c之間的區(qū)域與雙極膜輸出的H+生成H2SO4;S通過膜f(陰離子交換膜)進(jìn)入N極區(qū);Na+通過膜e進(jìn)入膜e和膜d之間的區(qū)域與膜d輸出的OH-生成NaOH,B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)上述分析可知,當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),N極生成0.5 mol H2SO4,同時(shí)在膜b和膜c之間的區(qū)域生成0.5 mol H2SO4,故整套裝置將制得1 mol H2SO4,D項(xiàng)正確。]
8.D　[由題圖可知,M極為陽極,N極為陰極。由題意可知,該電解池可處理氯化銨廢水,同時(shí)制得鹽酸和氨水,根據(jù)電解池中陽離子向陰極移動、陰離子向陽極移動可知,Cl-通過a膜進(jìn)入Ⅰ室,左側(cè)雙極膜中H2O解離出的H+進(jìn)入Ⅰ室,則a膜是陰離子交換膜;N通過b膜進(jìn)入Ⅱ室,右側(cè)雙極膜中H2O解離出的OH-進(jìn)入Ⅱ室,則b膜是陽離子交換膜,Ⅰ、Ⅱ兩室分別得到鹽酸和氨水,A、B錯(cuò)誤。生成1 mol HCl時(shí),Ⅰ室處雙極膜有1 mol H2O解離、Ⅱ室處雙極膜有1 mol H2O解離,所以雙極膜處共有2 mol H2O解離,C錯(cuò)誤。與平面結(jié)構(gòu)的雙極膜相比,“卯榫”結(jié)構(gòu)增大雙極膜面積,可提高產(chǎn)品生成速率,D正確。]
9.C　[從圖中可知,該裝置為電解池裝置,銅電極上CO2得電子轉(zhuǎn)化為CH4,因此銅電極為陰極,故鉑電極為陽極。A.由分析知,電解過程中電解質(zhì)中的陰離子向陽極移動,HC由乙室向甲室移動,錯(cuò)誤;B.電解前后HC物質(zhì)的量基本不變,陰極上有HC生成,則陽極上HC失電子生成CO2和O2,電極反應(yīng)為4HC-4e-===O2↑+4CO2↑+2H2O,錯(cuò)誤;C.電解時(shí)電解質(zhì)溶液中KHCO3物質(zhì)的量基本不變,故在陰極會同時(shí)產(chǎn)生碳酸氫根,發(fā)生的電極反應(yīng)為9CO2+8e-+6H2O===CH4+8HC,正確;D.沒有指明氣體所處的狀況,不能計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目,錯(cuò)誤。]
10.D　[由圖可知,放電時(shí)為原電池,a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu、發(fā)生得電子的還原反應(yīng),b極上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則a極為正極、b極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-===Na0.44-xMnO2+xNa+,充電時(shí)為電解池,原電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極相接,即a極為陽極、b極為陰極,陰陽極反應(yīng)與負(fù)正極反應(yīng)相反,據(jù)此分析解答。A.放電時(shí)為原電池,a極為正極、b極為負(fù)極,Cu3(PO4)2發(fā)生還原反應(yīng)最終變?yōu)镃u,錯(cuò)誤;B.充電時(shí)為電解池,a極為陽極、b極為陰極,陽極上OH-失電子生成水,陽極附近的堿性減弱,錯(cuò)誤;C.充電時(shí)為電解池,a極為陽極、b極為陰極,陰極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-===Na0.44MnO2,錯(cuò)誤;D.放電時(shí)為原電池,a極上發(fā)生反應(yīng)Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,則1 mol Cu3(PO4)2完全放電時(shí),轉(zhuǎn)移電子6 mol,有6 mol Na+發(fā)生遷移,則b電極質(zhì)量減輕6 mol×23 g·mol-1=138 g,正確。]
11.B　[B極室通入氧氣,氧氣發(fā)生還原反應(yīng),則B是正極、A是負(fù)極;A.電極A為負(fù)極,外電路中電子的流動方向?yàn)殡姌OA→電極B,錯(cuò)誤;B.電極B為正極,電解質(zhì)溶液為鹽酸,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,正確;C.電路中有0.1 mol e-通過時(shí),H+減少了0.1 mol,所以c(H+)==0.1 mol·L-1,鹽酸的pH=1,錯(cuò)誤;D.B是正極、A是負(fù)極,為淡化海水,離子交換膜A為陰離子交換膜,離子交換膜B為陽離子交換膜,錯(cuò)誤。]
12.D　[根據(jù)裝置圖,左邊是原電池裝置,右邊是電解池裝置,a處Cr元素從+6價(jià)變成+3價(jià),化合價(jià)降低,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),a為正極,b為負(fù)極。苯酚廢水在d處被氧化,d處水分子失去電子形成羥基自由基,發(fā)生氧化反應(yīng),d為電解池陽極,c為電解池陰極。A.根據(jù)分析,a為正極,b為負(fù)極,該裝置工作時(shí),內(nèi)電路電流方向?yàn)橛蒪極經(jīng)Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向a極,正確;B.a極每產(chǎn)生1 mol Cr(OH)3,轉(zhuǎn)移3 mol電子,c極上的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,生成1.5 mol H2,與此同時(shí),有3 mol H+從陽極室透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室,因此c極區(qū)溶液仍為中性,正確;C.d極區(qū)為陽極區(qū),電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH,正確;D.電極b的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,電極c的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,電極d為電解池陽極,電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH,·OH可進(jìn)一步氧化苯酚,化學(xué)方程式為C6H5OH+28·OH===6CO2↑+17H2O,當(dāng)電極b上有0.3 mol CO2生成時(shí),電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),錯(cuò)誤。]
13.B　[由題意可知,左邊裝置為濃差電池,右邊裝置為電解池;濃差電池是因存在同種電解質(zhì)溶液的濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池,溶液B濃度大,故Ag(2)電極為正極,電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag,Ag(1)電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Ag-e-===Ag+,溶液B中的N由右池透過陰離子交換膜進(jìn)入左池,當(dāng)溶液A、B濃度相等時(shí)停止放電,A錯(cuò)誤。a電極與正極相連,a電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,S透過c離子交換膜進(jìn)入陽極區(qū)形成硫酸,故c離子交換膜為陰離子交換膜;b電極與負(fù)極相連,b電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,Na+透過d離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)形成氫氧化鈉,故d離子交換膜為陽離子交換膜,B正確,C錯(cuò)誤。由上述分析可知,電池從開始工作到停止放電,正極區(qū)AgNO3溶液的濃度將由4 mol·L-1,降低到2.5 mol·L-1,負(fù)極區(qū)AgNO3溶液的濃度同時(shí)由1 mol·L-1升高到2.5 mol·L-1時(shí),停止放電,此時(shí)通過正極反應(yīng)可還原Ag+的物質(zhì)的量為1 L×(4 mol·L-1-2.5 mol·L-1)=1.5 mol,由b電極的電極反應(yīng)式2H2O+2e-===H2↑+2OH-可知,電路中轉(zhuǎn)移1.5 mol電子時(shí),電解池的陰極生成1.5 mol氫氧化鈉,其質(zhì)量為60 g,D錯(cuò)誤。](共28張PPT)
選擇題突破8　電化學(xué)原理綜合題分析
第三篇　專項(xiàng)練增分提能
選擇題重要考點(diǎn)強(qiáng)化練
A卷
1.(2024·湖北恩施一模)為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,科學(xué)家設(shè)計(jì)了如下的H2-鉛化合物燃料電池實(shí)現(xiàn)鉛單質(zhì)的回收。
下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.正極區(qū)溶液pH升高,負(fù)極區(qū)溶液pH降低
B.電子流向:電極b→負(fù)載→電極a
C.正極區(qū)電極反應(yīng)式為HPb+H2O+2e-
===Pb+3OH-
D.為了提高Pb的回收率,離子交換膜為陰離子交換膜
D
解析　該裝置為H2-鉛化合物燃料電池,通入燃料氫氣的電極b為負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則電極a為正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。A.根據(jù)分析,負(fù)極氫氣失電子、產(chǎn)生氫離子消耗氫氧根,pH降低,正極產(chǎn)生氫氧根離子,pH升高,正確;B.根據(jù)分析電極b為負(fù)極,電極a為正極,電子流向:電極b→負(fù)載→電極a,正確;C.根據(jù)題干信息,通過電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)鉛單質(zhì)的回收,正極區(qū)電極反應(yīng)式為HPb+H2O+2e-===Pb+3OH-,正確;D.離子交換膜應(yīng)使用陽離子交換膜,防止HPb移動至電極b,錯(cuò)誤。
2.(2024·廣東佛山一模)按如圖裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),關(guān)閉K后,反應(yīng)開始。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.石墨電極A為正極
B.U形管中M代表陽離子交換膜
C.a中產(chǎn)生白色沉淀,溶液中c(Na+)·c(Cl-)減小
D.b中溶液變?yōu)槌赛S色,說明非金屬性:Cl>Br
C
解析　由圖可知,U形管為原電池,A電極為原電池的正極,酸性條件下高錳酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成錳離子和水,電極B為負(fù)極,氯離子在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,氫離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入正極區(qū);揮發(fā)出的氯化氫使a處飽和氯化鈉溶液氯離子濃度增大,而形成氯化鈉固體;氯氣與b處溴化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和溴,使溶液變?yōu)槌赛S色;硬質(zhì)試管中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收氯氣,與儲存收集氯氣安全氣球的目的相同,防止污染空氣。A.由分析可知,A電極為原電池的正極,正確;B.由分析可知,氫離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入正極區(qū),正確;C.由分析可知,揮發(fā)出的氯化氫使a處飽和氯化鈉溶液氯離子濃度增大,而形成氯化鈉固體,析出固體所得溶液為氯化鈉飽和溶液,溫度不變,溶度積為定值,溶液中氯離子濃度變大,鈉離子變小,但二者乘積不變,錯(cuò)誤;D.b中溶液變?yōu)槌赛S色是因?yàn)槁葰馀c溴化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和溴,由氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物可知,氯氣的氧化性強(qiáng)于溴,證明氯元素的非金屬性強(qiáng)于溴元素,正確。
3.(2024·安徽蕪湖一模)科學(xué)家發(fā)明了一種新型可充電Zn-N/C2H5OH電池,電池示意圖如圖所示,電極為金屬鋅和雙功能催化材料,放電時(shí),N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O進(jìn)行氨電合成等,為解決環(huán)境問題提供了一種新途徑。
已知:電解質(zhì)溶液1為弱堿性環(huán)境。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-===
ZnO+H2O
B.放電時(shí),1 mol N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,
轉(zhuǎn)移的電子為8 mol
C.充電時(shí),左側(cè)電極的電勢低于右側(cè)電極
D.充電時(shí),陽極溶液中OH-濃度升高
D
解析　A.放電時(shí),Zn作負(fù)極,失電子轉(zhuǎn)化為氧化鋅,電極反應(yīng)式:Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,正確;B.由圖可知,放電時(shí)N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,N元素化合價(jià)由+5價(jià)降為-3價(jià),1 mol N轉(zhuǎn)化為NH3·H2O轉(zhuǎn)移8 mol電子,正確;C.充電時(shí)左側(cè)電極為陰極,右側(cè)電極為陽極,左側(cè)電極的電勢低于右側(cè)電極,正確;D.充電時(shí)陽極發(fā)生電極反應(yīng):C2H5OH-4e-+5OH-===CH3COO-+4H2O,消耗氫氧根離子,OH-濃度降低,錯(cuò)誤。
4.用電化學(xué)方法可以去除循環(huán)冷卻水(含有Ca2+、Mg2+、HC、苯酚等)中的有機(jī)污染物,同時(shí)經(jīng)處理過的冷卻水還能減少結(jié)垢,其工作原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.b為電源的正極
B.鈦基電極上的反應(yīng)為H2O+e-===H++·OH-
C.碳鋼電極底部有Mg(OH)2、CaCO3生成
D.每處理1 mol苯酚,轉(zhuǎn)移24 mol電子
C
解析　
5.(2024·河北武邑中學(xué)檢測)工業(yè)上用雙陰極微生物燃料
電池處理含N和CH3COO-的廢水。廢水在電池中的
運(yùn)行模式如圖1所示,電池的工作原理如圖2所示。已知
Ⅲ室中O2除了在電極上發(fā)生反應(yīng),還在溶液中參與了一
個(gè)氧化還原反應(yīng)。下列說法不正確的是(　　)
A.離子交換膜b為陽離子交換膜
B.Ⅰ室電極的電極反應(yīng)式為2N+10e-+12H+===N2↑
+6H2O
C.電子從Ⅱ室電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ⅰ室電極和Ⅲ室電極
D.若雙陰極通過的電流相等,當(dāng)Ⅰ室產(chǎn)生2 mol N2時(shí),Ⅲ室消耗5 mol O2
D
解析　由題圖2可知,Ⅱ室中CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2,C的化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),Ⅱ室電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+2H2O===2CO2↑+7H+;Ⅲ室中O2轉(zhuǎn)化為H2O,O的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),Ⅲ室電極為正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,Ⅱ室中產(chǎn)生的H+經(jīng)離子交換膜b移到Ⅲ室,故離子交換膜b為陽離子交換膜,A正確。Ⅰ室中N轉(zhuǎn)化為N2,N的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),Ⅰ室電極為正極,電極反應(yīng)式為2N+10e-+12H+===N2↑+6H2O,B正確。由上述分析可知,Ⅱ室電極為負(fù)極,Ⅰ室電極和Ⅲ室電極均為正極,電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,故電子從Ⅱ室電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ⅰ室電極和Ⅲ室電極,C正確。若雙陰極通過的電流相等,即Ⅰ室和Ⅲ室電極上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等,由上述電極反應(yīng)式可知,當(dāng)Ⅰ室產(chǎn)生2 mol N2時(shí),電路中轉(zhuǎn)移20 mol電子,則Ⅲ室電極上消耗5 mol O2,但是Ⅲ室中O2還在溶液中參與了一個(gè)氧化還原反應(yīng),故O2總消耗量大于5 mol,D錯(cuò)誤。
6.(2024·黑龍江佳木斯二模)某電化學(xué)鋰富集裝置如圖,工作步驟如下:Ⅰ. 向MnO2所在腔室通入海水,啟動電源乙,使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4;Ⅱ.關(guān)閉電源乙和海水通道,啟動電源甲,同時(shí)向電極a上通入O2。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.電極b與電源乙的正極相連
B.步驟Ⅰ時(shí),腔室2中的Na+進(jìn)入MnO2所在腔室
C.步驟Ⅱ時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-
===xLi++2MnO2
D.在電極a上每消耗5.6 L O2(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),
腔室1質(zhì)量增加7 g
D
解析　啟動電源乙,使海水中Li+進(jìn)入MnO2結(jié)構(gòu)形成LixMn2O4,MnO2中錳元素的化合價(jià)降低,作陰極,與電源乙的負(fù)極相連,電極反應(yīng)式為2MnO2+xLi++xe-===LixMn2O4;電極b作陽極,連接電源乙正極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,關(guān)閉電源乙和海水通道,啟動電源甲,向電極a上通入空氣,使LixMn2O4中的Li+脫出進(jìn)入腔室1,則電極a為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-,陽極的電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2。A.由分析得,電極b作陽極,連接電源乙正極,正確;B.步驟Ⅰ時(shí),MnO2中錳元素的化合價(jià)降低,作陰極,腔室2中的Na+向陰極移動,進(jìn)入MnO2所在腔室,正確;C.由分析得,步驟Ⅱ時(shí),陽極的LixMn2O4失去電子,變?yōu)長i+和MnO2,電極反應(yīng)式為LixMn2O4-xe-===xLi++2MnO2,正確;D.電極a為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-,每消耗5.6 L O2(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),即0.25 mol O2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol,即有
1 mol Li+進(jìn)入腔室1,腔室1增重:0.25 mol×32 g·mol-1+1 mol×7 g·mol-1=15 g,錯(cuò)誤。
7.(2024·廣東汕頭檢測)在直流電源作用下,雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-。某技術(shù)人員利用雙極膜(膜c、膜d)和離子交換膜高效制備H2SO4和NaOH,工作原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.電勢:N極B.雙極膜膜c輸出H+,膜a、膜e為陰離子交換膜
C.N極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),整套裝置將制得
1 mol H2SO4
D
解析　為制備純凈H2SO4、NaOH,則M極H2O得電子生成H2和OH-,結(jié)合Na+得到NaOH,故M極為陰極,N極為陽極,則電勢:N極>M極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Na+通過膜a進(jìn)入M極區(qū),膜a是陽離子交換膜;S通過膜b(陰離子交換膜)進(jìn)入膜b和膜c之間的區(qū)域與雙極膜輸出的H+生成H2SO4;S通過膜f(陰離子交換膜)進(jìn)入N極區(qū);Na+通過膜e進(jìn)入膜e和膜d之間的區(qū)域與膜d輸出的OH-生成NaOH,B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)上述分析可知,當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),N極生成0.5 mol H2SO4,同時(shí)在膜b和膜c之間的區(qū)域生成0.5 mol H2SO4,故整套裝置將制得1 mol H2SO4,D項(xiàng)正確。
8.(2024·山東臨沂檢測)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝的電解池可實(shí)現(xiàn)氯化銨廢水的處理,同時(shí)制得鹽酸和氨水。工作時(shí),H2O在雙極膜界面處被催化解離出H+和OH-,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行,裝置如圖所示(M極、N極均為惰性電極)。下列說法正確的是(　　)
A.a膜是陽離子交換膜,b膜是陰離子交換膜
B.Ⅰ室制得氨水,Ⅱ室制得鹽酸
C.每生成1 mol HCl,雙極膜處共有1 mol
H2O解離
D.與平面結(jié)構(gòu)的雙極膜相比,“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高產(chǎn)品生成速率
D
解析　由題圖可知,M極為陽極,N極為陰極。由題意可知,該電解池可處理氯化銨廢水,同時(shí)制得鹽酸和氨水,根據(jù)電解池中陽離子向陰極移動、陰離子向陽極移動可知,Cl-通過a膜進(jìn)入Ⅰ室,左側(cè)雙極膜中H2O解離出的H+進(jìn)入Ⅰ室,則a膜是陰離子交換膜;N通過b膜進(jìn)入Ⅱ室,右側(cè)雙極膜中H2O解離出的OH-進(jìn)入Ⅱ室,則b膜是陽離子交換膜,Ⅰ、Ⅱ兩室分別得到鹽酸和氨水,A、B錯(cuò)誤。生成1 mol HCl時(shí),Ⅰ室處雙極膜有1 mol H2O解離、Ⅱ室處雙極膜有1 mol H2O解離,所以雙極膜處共有2 mol H2O解離,C錯(cuò)誤。與平面結(jié)構(gòu)的雙極膜相比,“卯榫”結(jié)構(gòu)增大雙極膜面積,可提高產(chǎn)品生成速率,D正確。
B卷
9.(2024·廣東虎門一模)用如圖裝置電解CO2制取CH4,溫度控制在10 ℃左右,持續(xù)通入CO2,電解前后HC物質(zhì)的量基本不變。下列說法正確的是(　　)
A.電解過程中HC的移動方向是:甲室→乙室
B.甲室產(chǎn)生的氣體只有O2
C.乙室電極反應(yīng)為9CO2+8e-+6H2O===CH4
+8HC
D.當(dāng)乙室產(chǎn)生的氣體體積為11.2 L時(shí),外電
路轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA
C
解析　從圖中可知,該裝置為電解池裝置,銅電極上CO2得電子轉(zhuǎn)化為CH4,因此銅電極為陰極,故鉑電極為陽極。A.由分析知,電解過程中電解質(zhì)中的陰離子向陽極移動,HC由乙室向甲室移動,錯(cuò)誤;B.電解前后HC物質(zhì)的量基本不變,陰極上有HC生成,則陽極上HC失電子生成CO2和O2,電極反應(yīng)為4HC-4e-===O2↑+4CO2↑+2H2O,錯(cuò)誤;C.電解時(shí)電解質(zhì)溶液中KHCO3物質(zhì)的量基本不變,故在陰極會同時(shí)產(chǎn)生碳酸氫根,發(fā)生的電極反應(yīng)為9CO2+8e-+6H2O===CH4+8HC,正確;D.沒有指明氣體所處的狀況,不能計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目,錯(cuò)誤。
10.(2024·浙江嘉興二模)水系雙離子電池原理如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.放電時(shí),電極a作電源的正極,Cu3(PO4)2發(fā)生
氧化反應(yīng)最終變?yōu)镃u
B.充電時(shí),水系電池中,a電極附近溶液的堿性
增強(qiáng)
C.充電時(shí),b電極上的電極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-===Na0.44-xMnO2+xNa+
D.當(dāng)1 mol Cu3(PO4)2完全放電時(shí),則b電極質(zhì)量減輕138 g
D
解析　由圖可知,放電時(shí)為原電池,a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu、發(fā)生得電子的還原反應(yīng),b極上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則a極為正極、b極為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-===Na0.44-xMnO2+xNa+,充電時(shí)為電解池,原電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極相接,即a極為陽極、b極為陰極,陰陽極反應(yīng)與負(fù)正極反應(yīng)相反,據(jù)此分析解答。A.放電時(shí)為原電池,a極為正極、b極為負(fù)極,Cu3(PO4)2發(fā)生還原反應(yīng)最終變?yōu)镃u,錯(cuò)誤;B.充電時(shí)為電解池,a極為陽極、b極為陰極,陽極上OH-失電子生成水,陽極附近的堿性減弱,錯(cuò)誤;C.充電時(shí)為電解池,a極為陽極、b極為陰極,陰極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-===Na0.44MnO2,錯(cuò)誤;D.放電時(shí)為原電池,a極上發(fā)生反應(yīng)Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,則1 mol Cu3(PO4)2完全放電時(shí),轉(zhuǎn)移電子6 mol,有6 mol Na+發(fā)生遷移,則b電極質(zhì)量減輕6 mol×23 g·mol-1=138 g,正確。
11.(2024·河北滄州模擬)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種三室電池既能凈化污水,又能淡化海水,同時(shí)還可回收其中的能量,用葡萄糖溶液(足量,代替污水)、氯化鈉溶液(足量,代替海水)和100 mL 1.1 mol·L-1鹽酸模擬工作原理的示意圖如下,下列說法正確的是(　　)
A.外電路中的電流方向?yàn)殡姌OA→電極B
B.該電池的正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O
C.常溫下,當(dāng)電路中有0.1 mol e-通過時(shí),鹽
酸的pH=2
D.離子交換膜A可以是陽離子交換膜也可
以是陰離子交換膜,但不能與離子交換膜B相同
B
解析　B極室通入氧氣,氧氣發(fā)生還原反應(yīng),則B是正極、A是負(fù)極;A.電極A為負(fù)極,外電路中電子的流動方向?yàn)殡姌OA→電極B,錯(cuò)誤;B.電極B為正極,電解質(zhì)溶液為鹽酸,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,正確;C.電路中有0.1 mol e-通過時(shí),H+減少了0.1 mol,所以c(H+)==0.1 mol·L-1,鹽酸的pH=1,錯(cuò)誤;D.B是正極、A是負(fù)極,為淡化海水,離子交換膜A為陰離子交換膜,離子交換膜B為陽離子交換膜,錯(cuò)誤。
12.(2024·河南新鄉(xiāng)二模)自由基因?yàn)榛瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定往往不能穩(wěn)定存在,羥基自由基(·OH)有極強(qiáng)的氧化性,其氧化性僅次于氟單質(zhì)。我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的一種能將苯酚(C6H6O)氧化為CO2和H2O的原電池—電解池組合裝置如圖所示,該裝置能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.該裝置工作時(shí),電流方向?yàn)殡姌Ob→Ⅲ室→
Ⅱ室→Ⅰ室→電極a
B.當(dāng)電極a上有1 mol Cr(OH)3生成時(shí),c極區(qū)溶
液仍為中性
C.電極d的電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH
D.當(dāng)電極b上有0.3 mol CO2生成時(shí),電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D
解析　根據(jù)裝置圖,左邊是原電池裝置,右邊是電解池裝置,a處Cr元素從+6價(jià)變成+3價(jià),化合價(jià)降低,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),a為正極,b為負(fù)極。苯酚廢水在d處被氧化,d處水分子失去電子形成羥基自由基,發(fā)生氧化反應(yīng),d為電解池陽極,c為電解池陰極。A.根據(jù)分析,a為正極,b為負(fù)極,該裝置工作時(shí),內(nèi)電路電流方向?yàn)橛蒪極經(jīng)Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向a極,正確;B.a極每產(chǎn)生1 mol Cr(OH)3,轉(zhuǎn)移3 mol電子,c極上的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,生成1.5 mol H2,與此同時(shí),有3 mol H+從陽極室透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室,因此c極區(qū)溶液仍為中性,正確;C.d極區(qū)為陽極區(qū),電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH,正確;D.電極b的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,電極c的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,電極d為電解池陽極,電極反應(yīng)為H2O-e-===H++·OH,·OH可進(jìn)一步氧化苯酚,化學(xué)方程式為C6H5OH+28·OH===6CO2↑+ 17H2O,當(dāng)電極b上有0.3 mol CO2生成時(shí),電極c、d兩極共產(chǎn)生氣體22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),錯(cuò)誤。
13.(2024·山東棗莊檢測)由于存在同種電解質(zhì)溶液的濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池稱為濃差電池。利用濃差電池電解硫酸鈉溶液可以制得氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鈉,其裝置如圖所示(a、b電極均為石墨電極)。已知:溶液A為1 L 1 mol·L-1 AgNO3溶液,溶液B為1 L 4 mol·L-1 AgNO3溶液。下列說法正確的是(　　)
A.電池放電過程中Ag(1)電極為正極,
電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag
B.a電極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===
O2↑+4H+,b電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.c、d離子交換膜依次為陽離子交換
膜和陰離子交換膜
D.電池從開始工作到停止放電,電解池理論上可制得80 g氫氧化鈉
B
解析　由題意可知,左邊裝置為濃差電池,右邊裝置為電解池;濃差電池是因存在同種電解質(zhì)溶液的濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池,溶液B濃度大,故Ag(2)電極為正極,電極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag,Ag(1)電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Ag-e-===Ag+,溶液B中的N由右池透過陰離子交換膜進(jìn)入左池,當(dāng)溶液A、B濃度相等時(shí)停止放電,A錯(cuò)誤。a電極與正極相連,a電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,S透過c離子交換膜進(jìn)陽極區(qū)形成硫酸,故c離子交換膜為陰離子交換膜;b電極與負(fù)極相連,b電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,Na+透過d離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)形成氫氧化鈉,故d離子交換膜為
陽離子交換膜,B正確,C錯(cuò)誤。由上述分析可知,電池從開始工作到停止放電,正極區(qū)AgNO3溶液的濃度將由4 mol·L-1,降低到2.5 mol·L-1,負(fù)極區(qū)AgNO3溶液的濃度同時(shí)由1 mol·L-1升高到2.5 mol·L-1時(shí),停止放電,此時(shí)通過正極反應(yīng)可還原Ag+的物質(zhì)的量為1 L×(4 mol·L-1-2.5 mol·L-1)=1.5 mol,由b電極的電極反應(yīng)式2H2O+2e-===H2↑+2OH-可知,電路中轉(zhuǎn)移1.5 mol電子時(shí),電解池的陰極生成1.5 mol氫氧化鈉,其質(zhì)量為60 g,D錯(cuò)誤。

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