2024版步步高新高考化学考前三个月专项练习第一篇　主题八　选择题17　膜技术在电化学原理中的应用.pdf

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1、选择题选择题 17膜技术在电化学原理中的应用膜技术在电化学原理中的应用1(2023湖北，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无 Cl2生成且 KOH 溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为 x molh1。下列说法错误的是()Ab 电极反应式为 2H2O2e=H22OHB离子交换膜为阴离子交换膜C电解时海水中动能高的水分子可穿过 PTFE 膜D海水为电解池补水的速率为 2x molh12(2023辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是()A放电时负极质量减小B储能过程中电能转变为化学能C放电时右侧 H通过质子交换膜移向左侧

2、D充电总反应：PbSO242Fe3=PbSO42Fe23(2022全国乙卷，12)LiO2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电 LiO2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e)和空穴(h)，驱动阴极反应(Lie=Li)和阳极反应(Li2O22h=2LiO2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-12024版步步高新高考化学考前三个月专项练习第一篇主题八选择题17膜技术在电化学原理中的应用A充电时，电池的总反应为 Li2O2=2L

3、iO2B充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C放电时，Li从正极穿过离子交换膜向负极迁移D放电时，正极发生反应：O22Li2e=Li2O24(2022全国甲卷，10)一种水性电解液 ZnMnO2离子选择双隔膜电池如图所示KOH 溶液中，Zn2以 Zn(OH)24存在。电池放电时，下列叙述错误的是()A区的 K通过隔膜向区迁移B区的 SO24通过隔膜向区迁移CMnO2电极反应：MnO22e4H=Mn22H2OD电池总反应：Zn4OHMnO24H=Zn(OH)24Mn22H2O5(2021天津，11)如图所示电解装置中，通电后石墨电极上有 O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是()Aa 是

4、电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极 附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当 0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体 336 mL(折合成标准状况下)1离子交换膜的类别一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-12离子交换膜的作用3带隔膜电化学装置的分析思路(1)带隔膜电化学装置的正向设问及分析思路电极反应分析离子移动方向 透膜离子判断透膜功能分析 区域变化判断区域产品分析 例 1(2021广东，16)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解

5、制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()A工作时，室和室溶液的 pH 均增大B生成 1 mol Co，室溶液质量理论上减少 16 gC移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：2Co22H2O=电解 2CoO24H思路分析(2)带隔膜电化学装置的逆向设问及分析思路一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1例 2 氢氧化锂(LiOH)可用作光谱分析的展开剂、润滑油，其兴趣小组利用三室电解法制备氢氧化锂，同时得到重要工业原料硫酸，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()Aa 为负极BN 为阳离子交换膜C石墨电

6、极 的电极反应式为 O24e2H2O=4OHD制备 2.4 g 氢氧化锂，理论上生成气体 A 1.12 L(标准状况下)思路分析4定量关系(1)阴离子、阳离子、质子交换膜外电路转移的电子数通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。(2)双极膜外电路转移的电子数双极膜解离的n(H)n(OH)12。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1考向一膜技术在原电池装置中的应用1(2023四川泸州二模)一种高压可充电 ZnPbO2电池工作原理如图所示，通过复合膜 ab 与复合膜 ba 反向放置，分隔两室电解液，复合膜间是少量 H2O，

7、复合膜 ab 与 ba 交界处离子不能通过，复合膜中 a 膜是阳离子交换膜，b 膜是阴离子交换膜。下列说法错误的是()A放电时，K穿过 a 膜移向复合膜 ab 间B放电时，复合膜 ba 间发生了 H2O 解离出 H和 OH的变化C充电时的总反应式为 PbSO4Zn(OH)24=ZnPbO22H2OSO24D充电时的阳极电极反应式为 PbSO44OH2e=PbO2SO242H2O2(2023山东济南一模)我国科学家发现，将纳米级 FeF3嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量。其中有机离子导体主要含 AlxClny，隔膜仅允许含铝元素的微粒通过。工作原理如图所示：下列说法正确的是()A若

8、 FeF3从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少B为了提高电导效率，左极室采用酸性 AlxClny水溶液C放电时，AlCl4可经过隔膜进入左极室中D充电时，电池的阳极反应为 Al7AlCl43e=4Al2Cl73(2023安徽淮北一模)一种新型电池装置如图所示。下列叙述错误的是()一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1A镍钴电极反应：N2H44OH4e=N24H2OB 区的 Na通过 a 交换膜向区迁移，Cl通过 b 交换膜向区迁移C该装置工作时总反应：N2H44OH4H=N24H2OD该装置工作时还利用了中和能

9、考向二膜技术在电解装置中的应用4(2023江苏连云港二模)一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是()A电解时化学能转化为电能B电解时应将铂电极与直流电源正极相连C电解过程中转移 2 mol e，理论上可获得标准状况下的 H2 11.2 LD电解时铁电极反应式：Fe6e8OH=FeO244H2O5(2023湖南张家界二模)中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料环己酮和苯醌。下列说法错误的是()A溶液中的 H的移动方向：电极 a电极 b一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-

10、1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1B阴极区的电极反应式为4e4H=C电路中转移 2 mol e时，理论上会消耗苯酚的数目为 0.5NAD该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为 100%6(2023山东日照一模)双极膜在直流电场作用下，可将水离解，在膜两侧分别得到 H和 OH。工业上用“双极膜双成对电解法”生产乙醛酸(OHCCOOH)，原理如图所示，装置中两极均为惰性电极。下列说法错误的是()Aa 为阳极，b 为阴极Bb 极上草酸发生的反应为 H2C2O42e2H=OHCCOOHH2OCHBr 的作用是增强阳极液的导电能力和充当间接电氧化的媒介D两极均产生 2.24 L

11、(标准状况)气体时，理论上可得到乙醛酸 7.4 g一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1选择题选择题 18含“协同反应”电化学装置的分析与判断含“协同反应”电化学装置的分析与判断1(2022重庆，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是()A惰性电极 2 为阳极B反应前后 WO24、WO25数量不变C消耗 1 mol 氧气，可得到 1 mol 硝酮D外电路通过 1 mol 电子，可得到 1 mol 水2(2022湖北，14)含磷有机

12、物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备 LiP(CN)2，过程如图所示(Me 为甲基)。下列说法正确的是()A生成 1 mol LiP(CN)2，理论上外电路需要转移 2 mol 电子B阴极上的电极反应为：P48CN4e=4P(CN)2C在电解过程中 CN向铂电极移动D电解产生的 H2中的氢元素来自于 LiOH例(2022河南洛阳期中)研究 HCOOH 燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许 K、H通过的半透膜隔开，下列说法错误的是()一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1A电池负极的电极反应式为 HCOO2O

13、H2e=HCO3H2OB放电过程中需补充的物质 A 为 H2SO4CHCOOH 燃料电池放电的本质是通过 HCOOH 与 O2的反应，将化学能转化为电能D理论上，当有 2 mol HCOO参加反应时，需要补充 4 mol Fe3思路分析1(2023吉林白山统考三模)在电还原条件下由 PVC产生的氯离子可以直接用于串联电氧化氯化反应。PVC 可用于常规回收 DEHP(在电化学反应中可充当氧化还原介质，提高反应效率)，转化过程如图所示。下列叙述错误的是()A上述装置为将电能转化成化学能的装置B电极 d 上发生还原反应C上述转化的总反应方程式为D上述转化实现了资源回收与利用一手网课和试卷教辅关注公众

14、号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-12(2023厦门二模)Science 报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是()A阳极电极反应式为 2C2H5OH22e=2C2H5OHB阴极区生成氨的反应为 LiNH2C2H5OH=C2H5OLiNH3C理论上，若电解液传导 3 mol H，最多生成标准状况下 NH3 22.4 LD乙醇浓度越高，电流效率越高(电流效率生成目标产物消耗的电子数转移电子数100%)3(2023江苏南通一模)用电化学方法可以去除循环冷却水(含有 Ca2、Mg2、HCO3、苯酚等)中的有机污染物，同时

15、经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()Ab 为电源的正极B钛基电极上的反应为 H2Oe=HOHC碳钢电极底部有 Mg(OH)2、CaCO3生成D每生成标准状况下 2.24 L CO2，需要消耗 0.5 molOH4(2022山东枣庄期中)2019 年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。某高能锂离子电池的总反应为 Li1xCoO2LixC6放电 充电LiCoO2C6(x1)，以该锂离子电池为电源、苯乙酮为原料制备苯甲酸的装置如图所示(苯甲酸盐溶液酸化后可以析出苯甲酸)。下列说法正确的是()一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和

16、试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1A锂离子电池放电时，Li向 b 极移动B锂离子电池充电时，a 极的电极反应式为 LiCoO2xe=Li1xCoO2xLiC交换膜 M 为阳离子交换膜D生成苯甲酸盐的反应为3ClOCHCl32OH一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1热点题空热点题空 1关系式法、守恒法在化学计算中的应用关系式法、守恒法在化学计算中的应用物质转化过程中计算方法总结方法 1：比例式法方法 2：关系式法关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的

17、反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算，常用于滴定反应中的计算。解题步骤方法 3：守恒法所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循守恒定律，在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。解题步骤1 2022山东，18(2)实验室利用 FeCl24H2O 和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水 FeCl2。已知 SOCl2沸点为 76，遇水极易反应生成两种酸性气体。现有含少量杂质的 FeCl2nH2O，为测定 n 值进行如下实验：实验：称取 m1 g

18、 样品，用足量稀硫酸溶解后，用 c molL1K2Cr2O7标准溶液滴定 Fe2达终点时消耗 V mL(滴定过程中 Cr2O27转化为 Cr3，Cl不反应)。实验：另取 m1 g 样品，利用上述装置与足量 SOCl2反应后，固体质量为 m2 g。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1则 n_；下列情况会导致 n 测量值偏小的是_(填标号)。A样品中含少量 FeO 杂质B样品与 SOCl2反应时失水不充分C实验中，称重后样品发生了潮解D滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成22022北京，16(3)(4)煤中硫的存在形

19、态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如图所示。(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中cI3cI保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将 I3还原，测硫仪便立即自动进行电解到cI3cI又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。SO2在电解池中发生反应的离子方程式为_。测硫仪工作时电解池的阳极反应式为_。(4)煤 样 为 a g，电 解 消 耗 的 电 量 为 x 库 仑，煤 样 中 硫 的 质 量 分

20、 数 为_。已知：电解中转移 1 mol 电子所消耗的电量为 96 500 库仑。3 将 a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的 100 mL 0.05 molL1盐酸中，然后向其中加入 NaOH溶液使 Fe3、Al3刚好完全沉淀，消耗 NaOH 溶液 100 mL，则 NaOH 溶液的浓度为_。42019全国卷，27(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热 到 150 时 失 掉 1.5 个 结 晶 水，失 重 5.6%。硫 酸 铁 铵 晶 体 的 化 学 式 为_。5银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：一手网课和试卷教辅关

21、注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1注：Al(OH)3和 Cu(OH)2开始分解的温度分别为 450 和 80。若银铜合金中铜(M63.5 gmol1)的质量分数为 63.5%，理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为_mol CuAlO2，至少需要 1.0 molL1的 Al2(SO4)3溶液_L。62019全国卷，26(3)立德粉(ZnSBaSO4)成品中 S2的含量可以用“碘量法”测得。称取 m g 样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.100 0 molL1的 I2KI 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反

22、应 5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的 I2用 0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为 I22S2O23=2IS4O26。测定时消耗 Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中 S2的含量为_(写出表达式)。7碱式碳酸镁是制备金属镁及其化合物的原料，现以卤块(主要成分为 MgCl2，此外还含有Fe3、Fe2等离子)为原料制备碱式碳酸镁MgCO3Mg(OH)2，制得的碱式碳酸镁常含一定量结晶水，化学式为 MgCO3Mg(OH)2xH2O。称取 42.8 g 样品，进行热重分析，并绘制出如图所示热重曲线示意图。已知 T 时固体样品为 MgO，计算 x_。8通过下列方法测定产品纯度：准确称取 1.250 g K3Fe(C2O4)33H2O 样品，加入适量水溶解并用稀硫酸酸化，加热至 80，趁热用 0.150 0 molL1 KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液18.30 mL。测定过程中发生的反应为2MnO45C2O2416H=2Mn210CO28H2O，计算样品的纯度(精确到小数点后两位，写出计算过程)。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1