1、题型专训题型专训(二二)电化学离子交换膜的分析与应用电化学离子交换膜的分析与应用高考必备模拟预测真题演练内容索引 高考必备返回类型一类型一“单膜单膜”电解池电解池1.(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如右所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：真题演练EDTA-Fe2e=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe21234该装置工作时，下列叙述错误的是A.阴极的电极反应： CO22H2e=COH2OB.协同转化总反应： CO2H2S=COH
2、2OSC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3/Fe2取代EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需为酸性1234解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。12342.2018全国卷， 27(3)KIO3也可采用“电解法”制备， 装置如图所示。写出电解时阴极
3、的电极反应式：_。2H2O2e=2OHH2解析电解液是KOH溶液， 阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2 。1234电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_， 其迁移方向是_。K解析电解过程中阳极反应为I6OH6e= 3H2O。阳极的K通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。由a到b1234类型二类型二“双膜双膜”电解池电解池3.2018全国卷，27(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。解析阳极上阴离子OH放电，
4、电极反应式为2H2O4e=O24H，电解过程中H透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。2H2O4ea=4HO21234类型三类型三“多膜多膜”电解池电解池4.2014新课标全国卷，27(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)：写出阳极的电极反应式：_。解析阳极发生氧化反应，在反应中OH失去电子，电极反应式为2H2O4e=O24H。2H2O4e=O24H1234分析产品室可得到H3PO2的原因：_。阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，1234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
5、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_。1234返回1.(2019青岛市高三3月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正极，三氟甲磺酸锌Zn(CF3SO3)2为电解液。下列叙述错误的是A.放电时，Zn2向V2O5电极移动B.充电时，阳极区电解液的浓度变大C.充电时，粉末多孔锌电极发生还原反应D.放电时，V2O5电极上的电极反应式为：V2O5xZn22xe=ZnxV2O5模拟预测12345解析放电时，阳离子向正极移动
6、，所以Zn2向V2O5电极移动，故A正确；充电时，阳极区发生ZnxV2O52xe=V2O5xZn2，锌离子通过阳离子交换膜向左移动，所以阳极区Zn(CF3SO3)2的浓度减小，故B错误；充电时，粉末多孔锌电极为阴极，发生还原反应，故C正确；放电时，V2O5电极上的电极反应式为：V2O5xZn22xe=ZnxV2O5，故D正确。123452.某种浓差电池的装置如图所示，碱液室中加入电石渣浆液主要成分为Ca(OH)2，酸液室通入CO2(以NaCl为支持电解质)，产生电能的同时可生产纯碱等物质。下列叙述不正确的是A.电子由M极经外电路流向N极B.N电极区的电极反应式为2H2e=H2C.在碱液室可以生
7、成 NaHCO3、Na2CO3D.放电一段时间后，酸液室溶液pH增大12345解析电极M为电池的负极，电子由M极经外电路流向N极，故A正确；酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，N电极区的电极反应式为2H2e=H2，故B正确；酸液室与碱液室之间为阴离子交换膜，钠离子不能进入碱液室，应在酸液室得到NaHCO3、Na2CO3，故C错误；放电一段时间后，酸液室氢离子被消耗，最终得到NaHCO3、Na2CO3，溶液pH增大，故D正确。123453.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠，其装置如下图所示。下列叙述不正确的是A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
8、B.阳极室、阴极室的产品分别是氢氧化钠、硝酸C.阳极的电极反应式为2H2O4e=4HO2D.该装置工作时，电路中每转移0.2 mol电子，两极共生成气体3.36 L(标准状况)12345解析阳极室溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极附近氢离子浓度增大，阴极室溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极附近氢氧根离子浓度增大，阳极室得到硝酸，阴极室得到氢氧化钠，膜a为阴离子交换膜，膜c为阳离子交换膜，A正确、B错误；阳极是氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=4HO2，C正确；阳极生成氧气：2H2O4e=4HO2，阴极生成氢气：2H2e=H2，该装置工作时，电路中
9、每转移0.2 mol电子，生成氧气0.05 mol，生成氢气0.1 mol，两极共生成气体体积(0.05 mol0.1 mol)22.4 Lmol13.36 L(标准状况)，D正确。123454.一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时， 实现了制硝酸、 发电、 环保三位一体的结合， 其工作原理如图所示， 写出放电过程中负极的电极反应式：_，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为_L。33.6解析由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO3e2H2O=4H，当过程中产生2 mol HNO3时转移6 mol e，而1 mol O2参与反应转移4 mol e，故需要1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L。123455.电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。 当Fe电极消耗11.2 g时， 理论上可处理 NaNO2含量为4.6%的污水_g。10012345返回更多精彩内容请登录：本课结束
