1、第 1 页，共 28 页 福建省福建省2020届高三化学综合实验专辑届高三化学综合实验专辑 物质分离和提纯物质分离和提纯-离子交换膜的应用离子交换膜的应用 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2NH3 6e;= N2+ 6H: D. 当有4.48L
2、NO2被处理时,转移电子物质的量为 0.8mol 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SO2水溶液吸收Br2的离子反应方程式为Br2+ SO2+ 2H2O = 4H:+ SO4 2; + 2Br; 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NO3 ;、SO42;、Cl;通过阴离子树脂后被除去 B. 经过阳离子交换
3、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H:+ OH;= H2O 第 2 页，共 28 页 4. 下图装置()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 池充放电的化学方程式为 2K2S2KI3 放电 充电 K2S43KI；装置()为电解池的示意图， 当闭合开关 K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是() A. 闭合 K时,K:从左到右通过离子交换膜 B. 闭合 K时,电极 A的反应式为3I; 2e;= I 3 ; C. 闭合 K时,X 的电极反应式为2Cl; 2e;= Cl2 D. 闭合 K时,当有0.1m
4、olK:通过离子交换膜,X电极上产生标准状况下气体2.24L 5. 我国预计在 2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环 利用人体呼出的CO2并提供O2， 我国科学家设计了一种装置 （如下图） ， 实现了“太 阳能电能化学能”转化，总反应方程式为2CO2= 2CO+ O2。关于该装置的下 列说法正确的是（ ） A. 图中 N型半导体为正极,P 型半导体为负极 B. 图中离子交换膜为阳离子交换膜 C. 反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强 D. 人体呼出的气体参与 X电极的反应：CO2+ 2e;+ H2O = CO + 2OH; 6. 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子
5、交换膜只允许阳离子和水分子通过下列有 关叙述不正确的是（ ） 第 3 页，共 28 页 A. Zn 电极上发生氧化反应 B. 电子的流向为Zn 电流表 Cu C. SO4 2;由乙池通过离子交换膜向甲池移动 D. 电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量明显增加 7. 某种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水（酸性）中的 有机物可用 C6H10O5表示交换膜分别是只允许阴（阳）离子通过的阴（阳）离子交 换膜，下列有关说法中不正确的是 A. 电池工作时,电子由 a 极经导线流向 b 极 B. 交换膜 a是阴离子交换膜 C. 电极 b的反应式：2NO3 ; + 10e;+ 12H:
6、= N2 +6H2O D. 相同时间内(相同状况下)生成CO2和N2的体积比为25 8. 电渗析法是指在外加电场作用下， 利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性， 使部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中， 从而使一部分水淡化而另一部 分水浓缩的过程如图是利用电渗析法从海水中获得淡水的原理图，已知海水中含 Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子，电极为石墨电极 下列有关描述错误的是（ ） A. 阳离子交换膜是 A,不是 B B. 通电后阳极区的电极反应式：2Cl; 2e;= Cl2 C. 工业上阴极使用铁丝网代替石墨碳棒,以减少石墨的损耗 D. 阴极区的现象是电极上产生无
7、色气体,溶液中出现少量白色沉淀 第 4 页，共 28 页 9. 双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 H 2O解 离成 H+和 OH-，作为 H+和 OH-离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡 水、NaOH和 HCl，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的 是（ ） A. 阴极室发生的反应为2H:+ 2e;= H2 B. M 为阳离子交换膜,N 为阴离子交换膜 C. 若去掉双极膜(BP),阳极室会有Cl2生成 D. 电路中每转移 1mol电子,两极共得到0.5 mol气体 10. 一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，其中离子交换
8、膜 I、II 分别 是氯离子交换膜和钠离子交换膜中的一种，图中有机废水中的有机物可用 C6H10O5 表示。下列有关说法正确的是（ ） A. a 电极为该电池的负极,离子交换膜 I是钠离子交换膜 B. a 电极附近溶液的氯离子浓度增大,b电极附近溶液的 pH减小 C. a 电极的电极反应式为C6H10O5 24e;+ 7H2O = 6CO2 +24H: D. 中间室中Na:移向左室,Cl;移向右室 11. 海水的一种淡化方法是使海水（含钠离子、镁离子、氯离子、硫酸根等）依次通过 两种离子交换树脂 A、 B （如图所示） ， 而得到淡化 已知氢型离子交换树脂 （HR） 可对阳离子进行交换，而羟型
9、离子交换树脂（ROH）可对阴离子进行交换，试分析 下列叙述中不正确的是（ ） 第 5 页，共 28 页 A. HR 与镁离子的反应可表示为：2HR + Mg2:= MgR2+ 2H: B. ROH 与氯离子的反应可表示为：ROH + Cl;= RCl + OH; C. A 为氢型离子交换树脂(HR),B为羟型离子交换树脂(ROH) D. A为羟型离子交换树脂(ROH),B为氢型离子交换树脂(HR) 12. 四室式电渗析法制备盐酸和 NaOH的装置如图所示。 a、 b、 c 为阴、 阳离子交换膜。 已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙 述正确的是（） A. b
10、、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 B. 通电后室中的Cl;透过 c迁移至阳极区 C. 、四室中的溶液的 pH均升高 D. 电池总反应为4NaCl + 6H2O4NaOH + 4HCl + 2H2 +O2 13. 某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取 O2、H2、H2SO4和 KOH。下列 说法错误的是（ ） A. X极与电源的正极相连,氢气从 C口导出 B. 离子交换膜只允许一类离子通过,则M为阴离子 交换膜 C. 通电后,阴极附近溶液 pH会减小 D. 若在标准状况下,制得11.2L氢气,则生成硫酸的 质量是 49g 第 6 页，共 28 页 14. 观察下列几个装置示意图，
11、有关叙述正确的是（） A. 装置中阴极上析出浅黄绿色气体 B. 装置的待镀铁制品应与电源阳极相连 C. 装置闭合电键后,电流由 b极流向 a 极 D. 装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过 15. 图是工业电解饱和食盐水的装置示意图， 下列有关说法不 正确的是（） A. 装置中出口处的物质是氯气,出口处的物质是氢 气 B. 该离子交换膜只能让阳离子通过,不能让阴离子通过 C. 装置中发生反应的离子方程式为2Cl; + 2H:= 通电 Cl2 +H2 D. 该装置是将电能转化为化学能 16. 下列说法正确的是 A. 化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生改变 B. 蛋白质溶液中加入H
12、gCl2溶液产生沉淀,加水后沉淀溶解 C. 室温时,0.1mol L;1醋酸溶液加水不断稀释,溶液的导电性增强 D. 用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水制氯气和烧碱,该“膜”只能让阴离子透 过 第 7 页，共 28 页 17. 微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品， 图 1为其 工作原理， 图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。 下列说法正确的是 （ ） A. M 为电源负极,有机物被还原 B. 电池工作时,N极附近溶液 pH减小 C. 处理 1 mol Cr2O7 2;时有 6 mol H:从交换膜左侧向右侧迁移 D. Cr2O7 2;离子浓度较大时,可能
13、会造成还原菌失活 18. 离子交换法淡化海水的实验装置如图所示，下列说法正确的是（） A. 通过 HR 树脂后,溶液中的离子数目和溶液的导电能力不变 B. HR树脂与 ZOH 树脂的位置可交换 C. 通过 HR树脂时,溶液中有离子反应H:+ OH;= H2O发生 D. 工作一段时间后,两树脂均需进行再生处理 19. 中国企业华为宣布： 利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特 性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6+ Li1;xCoO2 放电 充电 C6+ LiCoO2，其工作 原理如图。下列关于该电池的说法正确的是（ ） 第 8 页，共 28 页 A. 该电池若用隔膜可选
14、用阴离子交换膜 B. 石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而降低能量密度 C. 放电时,LiCoO2极发生的电极反应为：Li1;xCoO2+ xLi:+ xe;= LiCoO2 D. 对废旧的该电池进行“放电处理”让Li:嵌入石墨烯中而有利于回收 20. 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点一种以液态肼（N2H4）为燃 料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解 质溶液下列关于该电池的叙述不正确的是（ ） A. a 极的反应式：N2H4+ 4OH; 4e;= N2 +4H2O B. 放电时,电子从 a极经过负载流向 b 极 C. 该电池持续放电时,离子
15、交换膜需选用阴离子交换膜 D. 电路中转移电子3NA时消耗氧气16.8 L 21. 关于下列各实验装置的叙述中，不正确的是 A. 图可用于实验室制取少量NH3或O2 B. 可用从 a处加水的方法检验图装置的气密性 C. 实验室可用图的方法收集H2或NH3 D. 利用图装置制硫酸和氢氧化钠,其中 b为阳离子交换膜、c为阴离子交换膜 22. 下列是与电化学相关的示意图，有关叙述正确的是 第 9 页，共 28 页 A. 装置是电解Na2SO4溶液联合生产硫酸和烧碱示意图,若气体甲、乙的体积比约为 1 2,则离子交换膜 c、d 均为阴离子交换膜,产物丙为硫酸溶液 B. 装置为NH3的燃料电池,a 极的
16、电极反应式为2NH3+ 6OH; 6e;= N2+ 6H2O C. 装置是待镀铁制品上镀铜的实验装置,电镀过程中电极 II上Cu2:放电而是溶液中 c(Cu2:)逐渐减小 D. 装置是金属牺牲阳极的阴极保护法装置,加入K3Fe(CN)6溶液后,铁电极附近会产 生特征的蓝色沉淀 23. 按下图装置实验，M、N为两种常见金属，它们的 硫酸盐可溶于水。 当 K闭合时， N极上有金属析出 （阴离子交换膜只允许阴离子通过）。下列说法不 正确的是 第 10 页，共 28 页 A. N作正极 B. 负极的电极反应式：M2e;= M2: C. 该装置能将化学能转化为电能 D. 当电路中通过 1 mol电子时,
17、通过阴离子交换膜的SO4 2;为 1 mol 二、填空题（本大题共 3 小题，共 3.0 分） 24. KMnO4是一种常见的强氧化剂，主要用于化工、防腐、制药工业等。以某种软锰 矿(主要成分 MnO2，还含有 Fe2O3、Al2O3、SiO2等)生产高锰酸钾，并脱除燃煤尾 气中的 SO2，其工艺流程如图所示(反应条件已经省略)。 已知： KspMn(OH)26.3 1013， KspAl(OH)31 1032， KspFe(OH)34 1038。 回答下列问题： (1)浸出渣 A 的成分是_(填化学式)。 (2)工艺流程中，为了提高步骤的浸出率。除提高硫酸浓度、粉碎软锰矿外，还可 以_(任填
18、两种合理的措施)。 (3)沉淀 B的成分除 MnCO3以外还有_(填化学式)， 为使沉淀 B沉淀完 全， 步骤应将溶液的 pH最小调节为_(已知： 离子浓度1 105mol L 1)。 (4)滤液C中加入KMnO4时发生反应的离子方程式是_。 (5)步骤中反应的氧化剂和还原剂物质的量之比是_。 (6)电解制备 KMnO4的装置如图所示。电解时，a 极的电极反应式为 _，为制得较纯的 KMnO4，电解液中最好选择_(填“阳” 或“阴”)离子交换膜。 第 11 页，共 28 页 25. 目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。 （1）电解前，如果粗盐中SO4 2;含量较高，必须添加试剂除去
19、SO42;，则按添加试剂 顺序，依次发生反应的离子方程式为_。 （2）写出电解饱和食盐水制烧碱的离子方程式_，电解过程中与电源 负极相连的电极附近溶液的 pH_（选填“不变”“升高”“降低”）。 （3）现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示电解槽，用氯碱工 业中的离子交换膜技术原理，可通过电解饱和 Na2SO4溶液的方法生产 NaOH溶液 和 H2SO4溶液。 则电极 c为_极 （填“正”、 “负”、 “阴”、 “阳”） ， b 为_ 离子交换膜（填“阴”、“阳”）。 （4）已知 NaCl 在 60的溶解度为 37.1 g，现电解 60精制饱和食盐水 1371 g 。 经分析，电解
20、后溶液密度为 1.152g cm;3，其中含有 20 g NaCl，则电解后 NaOH 的物质的量浓度为_mo1 L;1。 26. 工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电 解槽内装有离子交换膜(阳离子交换膜只允许阳离子通过、阴离子交换膜只允许阴 离子通过)，其工作原理如图所示。 (1)图中 a、b 两处分别加入的物质是_、_；离子交换膜为_(填 “阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)该电解槽的阳极反应式是 _ _。 (3)通电开始后，_(填“阴”或“阳”)极附近溶液 pH 会增大，请简述原因 _。 第 12 页，共 28 页 (4) 除去杂质后氢氧化钾溶液从液体
21、出口_(填“A”或“B”)导出。 三、简答题（本大题共 2 小题） 27. 某工业废水中除含有 Na2SO4外，还含有少量 、Fe3、Cu2，利用该废水分 离各种金属元素并制备硫酸、氢氧化钠等重要工业原料的工艺流程如下： 已知：部分金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH 如下表所示： Fe3 Cr3 Cu2 开始沉淀 1.9 3.7 4.4 沉淀完全 3.2 5.0 6.4 常温下，Ka1（H2S）1.3 107，Ka2（H2S）7.1 1015；Ksp（CuS）8.5x10 45。 回答下列问题： （1）工业废水处理时，“浓缩”的作用是_。 （2）“还原”时，；发生反应的离子方程式为_。 （3
22、）调节 pH1的范围为_；得到滤渣和滤渣的顺序能否颠倒，并说明 原因：_。 （4）若沉铜结束后，溶液中 c（H）1mol L1，c（H2S）105mol L1，请通 过计算证明铜离子是否沉淀完全即 c （Cu2） 1 105 mol L1： _。 （5）利用如图装置电解除杂后的溶液。 第 13 页，共 28 页 A 膜为_（填“阴离子交换膜”“阳离子交换膜”或“质子交换膜”）。 阴极的电极反应式为_。 28. 某经济开发区为提高资源利用率，减少环境污染，将园区的钛冶炼厂与氯碱厂、甲 醇厂组成了一个产业链（如图所示）： （1）用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca2、Mg2、SO4 2;杂质。除杂
23、操作时，往 粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的 _和 NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。 （2）22Ti位于元素周期表中的位置为_周期_族。 写出钛冶炼厂“氯 化”反应的化学方程式：_。 （3）由 TiCl4Ti反应后得到的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到 Ti，依据 下表信息，需加热的温度略高于_即可。 物质 TiCl4 Ti Mg MgCl2 熔点 25.0 1667 648.8 714 沸点 136.4 3287 1090 1412 （4） 某种镁过氧化氢电池以海水为电解质溶液， 可用于驱动无人驾驶的潜航器， 其工作原理如图所示： 正极的电极反应式为
24、_， 隔膜应选择_ （填“阳”或“阴”） 离子膜。 （5）上述流程中可循环利用的物质有_。假设联合生产中各原料利用率为 100，若得到 6mol甲醇，则只需再补充标准状况下的 H2_L。 第 14 页，共 28 页 福建省福建省 20202020 届高三化学综合实验专辑届高三化学综合实验专辑 物质分离和提纯物质分离和提纯-离子交换膜的应用离子交换膜的应用答案和解析答案和解析 1.【答案】A 【解析】【分析】 本题主要考查原电池的工作原理的知识，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，溶液 中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【解答】 在反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O中NO2为氧化剂
25、， NH3为还原剂， 所以在形成的电池中， 电极 A为负极，电极 B为正极，NH3在负极发生氧化反应，NO2在正极发生还原反应。 A.原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交 换膜，防止二氧化氮与碱发生反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作， 故 A 正确； B.B 为正极，A 为负极，电子由负极经过负载流向正极，所以电子从左侧的正极经过负 载后流向右侧负极，故 B错误； C.电解质溶液呈碱性，则负极电极方程式为 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故 C错误； D.当有 4.48L NO2(标准状况)即 0.2mol 被处理时，转移电子为
26、0.2mol (4-0)=0.8mol，题 中未指明标准状况，故 D错误。 故选 A。 2.【答案】C 【解析】解：A目前淡化海水的方法有多种，如：蒸留法、电渗透法、离子交换法、 水合物法、溶剂萃取法和冰冻法，故 A 正确； B电解饱和食盐水生产烧碱、氯气、氢气，其中氯气和氢气可以生产盐酸，电解熔融 氯化钠生产金属钠和氯气，向氨化的饱和食盐水中通入氨气生成碳酸氢钠晶体，分解得 到纯碱碳酸钠，故 B正确； C步骤中鼓入热空气吹出溴，是因为溴蒸气易挥发，故 C 错误； D二氧化硫和溴单质反应生成的硫酸和溴化氢都是强酸完全电离，反应的离子方程式 为：Br2+SO2+2H2O=4H+SO42-+2Br
27、-，故 D正确； 故选：C。 海水淡化得到氯化钠，电极氯化钠溶液或熔融状态氯化钠会生成氯气，氯气通入母液中 发生反应得到低浓度的溴单质溶液，通入热空气吹出后用二氧化硫水溶液吸收得到韩 HBr 和的溶液，通入适量氯气氧化得到溴单质，富集溴元素，蒸馏得到工业溴， A根据淡化海水的方法分析，根据目前淡化海水的方法有：蒸馏法、结晶法、淡化膜 法、多级闪急蒸馏法等，其中最常用的是蒸馏法； B 电解饱和食盐水生产烧碱、 氯气、 氢气、盐酸，电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气， 向氨化的饱和食盐水中通入氨气生成碳酸氢钠晶体，分解得到碳酸钠； C溴单质是易挥发的非金属单质； D二氧化硫具有还原性和溴单质发生氧化还
28、原反应生成溴化氢和硫酸 第 15 页，共 28 页 本题考查海水资源的理解原理，涉及海水的淡化、海水提溴、氧化还原反应等知识，侧 重于考查学生综合运用化学知识的能力，题目难度不大，注意把握氧化性、还原性的比 较方法 3.【答案】B 【解析】【分析】 本题考查物质分离提纯，侧重考查分析判断能力及思维缜密性，明确通过交换树脂后离 子种类变化是解本题关键，注意：溶液导电性与离子浓度及电荷有关，与溶质溶解性强 弱及电解质强弱无关，题目难度不大。 【解答】 A阴离子交换树脂吸收阴离子，所以经过阴离子交换树脂后，溶液中的 NO3-、SO42-、 Cl-被树脂吸收而除去，故 A正确； B经过阳离子交换树脂后
29、，溶液中阳离子所带总电荷不变，但是水中部分阳离子由带 2 个单位正电荷变为带 1 个单位正电荷，导致阳离子总数增加，故 B错误； C溶液导电性与离子浓度及所带电荷数成正比，通过净化处理后溶液中阴阳离子被除 去导致溶液中离子浓度减小，溶液导电性降低，故 C正确； D通过阳离子交换膜后得到的溶液中含有氢离子，经过阴离子交换膜后生成水，说明 经过阴离子交换膜时发生中和反应，所以阴离子树脂填充段存在反应 H+OH-=H2O，故 D正确。 故选 B。 4.【答案】A 【解析】【分析】 本题考查了原电池及电解池工作原理， 能准确判断各电极的名称及电极反应是解本题的 关键。 【解答】 当闭合开关 K时，X
30、附近溶液先变红，即 X 附近有氢氧根生成，所以在 X 极上得电子 析出氢气， X极是阴极， Y极是阳极， 与阴极连接的是原电池的负极， 所以 A 极是负极， B极是正极。 A.闭合 K时，A是负极，B是正极，原电池工作时，阳离子向正极移动，应从左到右通 过离子交换膜，故 A 正确； B.闭合 K时，A为原电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为 2K2S2-2e-=K2S4+2K+，故 B错误； C.闭合 K时，X为电解池的阴极，发生反应为：2H2O+2e-=H2+2OH-，故 C错误； D.闭合 K时，当有 0.1molK+通过离子交换膜，即有 0.1mol电子产生，根据 2H2O+2e
31、-=H2+2OH-关系式知，生成的氢气的物质的量为 0.05mol，体积为 1.12L（标况 下），故 D错误。 故选 A。 5.【答案】D 第 16 页，共 28 页 【解析】【分析】 本题主要考查了原电池的工作原理以及电极反应和电池反应方程式，题目难度一般。 【解答】 A.图中 N型半导体为负极，P 型半导体为正极，故 A错误； B.图中离子交换膜允许氢氧根离子通过，为阴离子交换膜，故 B 错误； C.阴极反应生成的 OH-在阳极完全反应,总反应为 2CO2=2CO+O2，所以反应前后溶液的 pH 并不变化，故 C 错误； D.人体呼出的气体参与 X电极的反应：为 CO2+H2O+2e-=
32、CO+2OH-，故 D正确。 故选 D。 6.【答案】C 【解析】解：A该原电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu，Zn 发生氧化反应，为负极， 故 A 正确； B锌为负极，铜为正极，电子的流向为 Zn电流表Cu，故 B正确； C 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过， 故 SO42-不能由乙池通过离子交换膜向甲 池移动，故 C 错误； D甲池中的 Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：Cu2+2e-=Cu，保持溶 液呈电中性， 进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等， 而Zn的摩尔质量大于Cu， 故乙池溶液总质量增大，故 D 正确； 故选：C。 由图象可知，该原电池
33、反应式为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu，Zn 发生氧化反应，为负极，Cu 电极上发生还原反应，为正极，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池溶液中 硫酸根浓度不变，随反应进行，甲池中的 Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液 呈电中性，进入乙池的 Zn2+与放电的 Cu2+的物质的量相等，而 Zn的摩尔质量大于 Cu， 故乙池溶液总质量增大，以此解答该题 本题考查原电池工作原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握原电 池的工作原理，题目比较基础，注意阳离子交换膜不允许阳离子通过，D 选项利用电荷 守恒分析 7.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查化学电源新型电池，题目
34、难度中等，侧重考查学生获取信息、分析推断能力， 根据 N元素化合价变化确定正负极， 难点是电极反应式的书写， 且原电池和电解池原理 是高考高频点，要熟练掌握。 【解答】 A.由图中信息知，电池工作时硝酸根离子得到电子转化为 N2，故 b 极是正极，a 极是负 极，电子由负极流向正极，A 项正确； B.中间室中的金属离子与酸根离子通过交换膜进入左右两室内， 由于阴离子要向负极移 动，故膜 a 是阴离子交换膜，B项正确； 第 17 页，共 28 页 C.b电极上 NO3得到电子转化为 N2，C 项正确； D.根据电子得失守恒可计算出两者体积比为 5:2，D项错误。 故选 D。 8.【答案】A 【解
35、析】【分析】 本题考查学生电解池的工作原理以及电极反应式的书写知识， 注意知识的归纳和梳理是 关键，难度中等 【解答】 A、阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜 B和阴极相连，阴极是阳离子放电，所以隔膜 B 是阳离子交换膜，故 A错误； B、阳极上发生氯离子失去电子的氧化反应，即 2Cl-2e-=Cl2，故 B正确； C、电解池的阴极材料可以被保护，阴极使用铁丝网代替石墨碳棒，可以减少石墨的损 耗，故 C 正确； D、阴极区域发生氢离子得电子的还原反应，电极上产生无色气体氢气，氢氧根离子浓 度增加，溶液中出现少量氢氧化镁白色沉淀，故 D正确 故选 A 9.【
36、答案】D 【解析】解： A电解池阴极处，发生的反应是物质得到电子被还原，发生还原反应，水解离成 H+ 和 OH-，则在阴极处发生的反应为：2H+2e-=H2，故 A 正确； B 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动， 因此 M 为阳离子交换膜， N为阴离子交换膜，故 B正确； C 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动， 溶液中的 Cl-向阳极移动， 若去掉双极膜（BP），则 Cl-会在阳极失去电子，生成 Cl2，在阳极室会有 Cl2生成，故 C正确； D由于有双极膜（BP）的存在，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 H2O 解离成 H+和 OH-，因此阴极
37、反应为 2H+2e-=H2，阳极反应为：4OH-4e-=O2+2H2O，当电路 中通过 1mol电子时，阴极得到 0.5molH2，阳极得到 0.25molO2，两极一共得到气体为 0.5mol+0.25mol=0.75mol，故 D 错误。 故选：D。 本题考查电解原理，注意审题，不再是电解饱和食盐水的反应，由于双极膜（BP）是 阴、 阳复合膜的存在， 使电解反应变成了电解水， 是易错点。 本题难度不大， 是基础题。 10.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查化学电源新型电池，侧重考查学生获取信息、分析推断能力，根据 N元素化合 第 18 页，共 28 页 价变化确定正负极，难点是电极反应
38、式的书写，且原电池和电解池原理是高考高频点， 要熟练掌握。 【解答】 该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极 b是正极，电极反应 式为 2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，左边装置电极 a是负极，负极上有机物失电子发生 氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为 C6H10O5-24e-+7H2O=6CO2+24H+， A.该原电池中，电极 a 是负极，有机物失电子发生氧化反应： C6H10O5-24e-+7H2O=6CO2+24H+，阳离子浓度增大，所以离子交换膜 1是氯离子交换 膜，故 A 错误； B.电极 a是负极，氯离子透过离子交换膜 1进
39、入负极区，a电极附近溶液的氯离子浓度 增大；电极 b是正极，电极反应式为 2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，氢离子参加反应导 致溶液酸性减小，溶液的 pH 增大，故 B 错误； C.左边装置电极 a是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下 生成二氧化碳，电极反应式为 C6H10O5-24e-+7H2O=6CO2+24H+，故 C 正确； D.放电时，电解质溶液中阳离子 Na+移向正极右室，阴离子 Cl-移向负极室左室，故 D 错误。 故选 C。 11.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查离子交换树脂的原理，做题时注意离子交换树脂工作的原理，注意相关基础知 识
40、的积累，题目难度不大。 【解答】 使海水（含钠离子、镁离子、氯离子、硫酸根等）依次通过两种离子交换树脂，若使海 水先通过 ROH 树脂，溶液中会有较多的 OH-，这样使海水中的 Mg2+转化为 Mg（OH） 2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败所以 A为氢型离子交换树脂（HR），B为羟型离 子交换树脂（ROH），以此解答。 A.阳离子交换树脂是阳离子与氢离子的交换，发生 2HR+Mg2+=MgR2+2H+，故 A 正确； B.阴离子交换树脂是阴离子与氢氧根离子的交换， 发生 ROH+Cl-=RCl+OH-， 故 B正确； C.A为氢型离子交换树脂 （HR） ， 可除去含钠离子、 镁离子， B为羟型
41、离子交换树脂 （ROH） ， 可除去氯离子、硫酸根等，以达到淡化海水的目的，故 C正确； D.若使海水先通过 ROH 树脂，溶液中会有较多的 OH-，这样使海水中的 Mg2+转化为 Mg（OH）2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败所以 A 为氢型离子交换树脂（HR）， B为羟型离子交换树脂（ROH），故 D错误。 故选 D。 12.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查电解原理，电解原理是解本题关键，再结合电极反应式分析解答。 【解答】 第 19 页，共 28 页 图中左边电极与负极相连为阴极，阴极为水电离出氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，右 边电极为阳极，阳极为水电离出的氢氧根放电生成氧气和盐酸，
42、阴离子向阳极移动，即 向右移动，阳离子向阴极移动，即向左移动；钠离子透过 a流向 I，氯离子透过 b，氢 离子透过 c 流向 III室，二者在 III室形成盐酸， A.b、c 分别依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，故 A 错误； B.通电后阳极区的氢离子透过 c迁移至 III室，故 B错误； C.、四室中的溶液的酸性增强 pH均降低，故 C错误； D.电池总反应为 4NaCl+6H2O4NaOH+4HCl+2H2+O2 ，故 D正确。 故选 D。 13.【答案】C 【解析】【分析】 本题主要考查了电解池的工作原理，根据题意找出阴阳极是解题关键，难度一般。 【解答】 根据图示可以看出 X 极应该
43、得到 H2SO4和氧气，硫酸根离子通过 M 阴离子交换膜进入 X极，所以 X极的电极反应为 4OH-4e-=O2+2H2O，应为阳极，Y极生成 KOH，为阴 极，氢离子放电， A.根据以上分析，X 极与电源的正极相连，氢气从 C口导出，故 A 正确； B.根据以上分析， 离子交换膜只允许一类离子通过， 则 M为阴离子交换膜， 故 B正确； C.通电后，阴极氢离子放电，溶液 pH会增大，故 C错误； D.若在标准状况下，制得 11.2 L氢气，阴极消耗的 n（H+）=阳极消耗的 n（OH-） = 11.2L 22.4L/mol 2=1mol，生成硫酸的物质的量为 0.5mol，则其质量是 49g
44、，故 D 正确。 故选 C。 14.【答案】C 【解析】本题考查原电池和电解池原理。 A装置中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜，所以阴极上析出 红色固体，故 A错误； B装置的待镀铁制品应与电源负极相连，故 B 错误； C装置中，a电极是负极，b 电极是正极，负极上氢气失电子，正极上氧气得电子， 所以电子从 a极沿导线流向 b极，电流由 b 极流向 a 极，故 C正确； D离子交换膜只允许离子通过，水分子是分子，不能通过，故 D错误。 故选 C。 15.【答案】C 第 20 页，共 28 页 【解析】【分析】 本题考查了电解原理的分析应用， 电极判断， 电极反应分析， 掌握电解
45、原理是解题关键， 题目难度中等。 【解答】 A.出口是电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，出口是电解池的阴极， 溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，故 A 正确； B.依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故 B正确； C.装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气，反 应的离子方程式为：2Cl-+2H2O通电 Cl2+H2+2OH-；故 C错误； D.装置是电解池，将电能转化为化学能的装置，故 D正确； 故选 C。 16.【答案】A 【解析】【分析】 本题考查了化学平衡、弱电解质的电离、蛋白质的变性、电解原理的应用，难度一般。
46、 【解答】 A.化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生改变，温度改变，化学平衡常数发生改变， 故 A 正确； B.蛋白质溶液中加入 HgCl2溶液产生沉淀，使蛋白质变性，不可逆，故 B错误； C.室温时，0.1mol L1醋酸溶液加水不断稀释，离子浓度减小，溶液的导电性减弱，故 C错误； D.用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水制氯气和烧碱，为使氢氧化钠在阴极生成，该 “膜”只能让阳离子透过，故 D错误。 故选 A。 17.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查原电池知识，侧重学生的分析能力的考查，答题时注意把握题给信息，难度中 等。 【解答】 A.由图可知， 该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反
47、应生成二氧化碳， M 电极为负 极；氧气和 Cr2O72-被还原，N 电极为正极，所以 M为电源负极，有机物被氧化，故 A 第 21 页，共 28 页 错误； B.由图中信息可知，电池工作时，N 极上氧气得到电子转化为水，氢离子浓度减小，故 N极附近溶液 pH增大，故 B 错误； C.处理 1 mol Cr2O72-时需要 6mol 电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，故从交 换摸左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于 6mol，故 C 错误； D.由图可知，Cr2O72-离子浓度较大时，其去除率几乎为 0，因为其有强氧化性和毒性， 可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故 D正确。 故选 D。 18.【答案】D 【解析】【分析】 本题主要考查离子交换法淡化海水，侧重考查学生分析和解决化学问题的能力，掌握离 子交换法为解题关键，题目难度不大。 【解答】 A.通过 HR 树脂后，Na、Mg2等交换为 H，如 Mg22HR2HMgR2，溶液中的 离子数目会增多，故 A 错误； B.两种树脂的位置
