第三篇化學(xué)反應(yīng)與能量

專項(xiàng)23膜在電化學(xué)中的應(yīng)用

近年來(lái)，新型電化學(xué)裝置中的“膜”層出不窮，高考試題中往往以此為契入點(diǎn)，考查電

化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過能力的高分

子膜。因?yàn)橐话阍趹?yīng)用時(shí)主要是利用它透過的離子，所以也稱為離子選擇透過性膜。隔膜又

叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：（1）陽(yáng)離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，

只允許陽(yáng)離子通過，即允許H,和其他陽(yáng)離子通過，不允許陰離子通過；（2）陰離子交換膜,

簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽(yáng)離子通過；（3）質(zhì)子交換膜，只允許H+通過，不允

許其他陽(yáng)離子和陰離子通過。隔膜的作用：（1）能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接

觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（2）能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

真題回顧

1.（2022?全國(guó)甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液

中，Z/+以Zn（OH）42-存在）。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

MnOz電極離子選擇隔膜Zn電極

IIIIII

A.II區(qū)的K+通過隔膜向III區(qū)遷移

B.I區(qū)的SO4z一通過隔膜向11區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+22+

D.電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn（OH）4+Mn+2H2O

【答案】A

【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，IH區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)

為Zn-2e-+4OH-=Zn（OH）42,I區(qū)MnCh為電池的正極，電極反應(yīng)為

+2+

MnO2+2e+4H=Mn+2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽(yáng)離子

隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽(yáng)離子，因此可以得到I區(qū)消耗H+,

生成Mi?+,II區(qū)的K+向I區(qū)移動(dòng)或I區(qū)的SO,響［［區(qū)移動(dòng),HI區(qū)消耗OH,生成ZmOH*-，

1［區(qū)的SOF向II［區(qū)移動(dòng)或川區(qū)的K+向［I區(qū)移動(dòng)。A項(xiàng)，II區(qū)的K+只能向I區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)

誤；B項(xiàng)，I區(qū)的SCV響H區(qū)移動(dòng)，B正確；C項(xiàng)，MnCh電極的電極反應(yīng)式為

+2+

MnO2+2e+4H=Mn+2H2O,C正確；D項(xiàng)，電池的總反應(yīng)為Zn+4OH+MnCh+4H+=Zn（C）H）

22+

4+Mn+2H2O,D正確；故選A。

2.（2022?山東卷）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解

乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoCh轉(zhuǎn)化為C02+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，

并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法

正確的是（）

溶液溶液溶液

A.裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

++2+

C.乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e+4H=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室C02+增加300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

【答案】BD

【解析】A項(xiàng)，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離

子失去電子被氧化為CCh氣體，CM+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生C。單質(zhì)，

CH3coey失去電子后，Na+通過陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹?/p>

性，溶液pH減小，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，對(duì)于乙室，正極上LiCoCh得到電子，被還原為C<?+,

同時(shí)得到Li+,其中的。與溶液中的H+結(jié)合HzO,因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，

B正確；C項(xiàng)，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在0H,乙室電極反應(yīng)式為：

++2+

LiCoO2+e+4H=Li+Co+2H2O,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若甲室Co?+減少200mg,電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的

02g

量為〃?）=?x2=0.0068mol,乙室Co?+增加300mg,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為〃?）=

59g/mol

03口

?xl=（10051mol,說明此時(shí)己進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。

59g/mol

3.（2021?全國(guó)甲卷）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置

合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH,并在直流電場(chǎng)作用下分別問兩極遷

移。下列說法正確的是（）

I電源

石

鉛一H

Oo21

電JLLH

0電

極1

（乙醛酸）H極

;

\o。

II工

HO-C-

（乙二酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

oo

nn

B.陽(yáng)極上的反應(yīng)式為:e-e,+2H++2e-+HO

HO-C-C-H2

C.制得2moi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(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【解析】該裝置通電時(shí)，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(yáng)極，陽(yáng)極上Br被氧化為Bn,Brz將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+

在直流電場(chǎng)作用下移向陰極，0H一移向陽(yáng)極。A項(xiàng)，KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解

質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽(yáng)極的反應(yīng)物，生成的Br?為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故

A錯(cuò)誤：B項(xiàng)，陽(yáng)極上為Br失去電子生成Bn,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；C

項(xiàng)，電解過程中陰陽(yáng)極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi,Imol

乙二醛生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移

電子為Imol,因此制得2moi乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯(cuò)誤；D

項(xiàng)，由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場(chǎng)作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故

D正確；故選D。

4.（2021?遼寧選擇性考試）利用o?Ho（Q）與吁Q^H（QH2）電解轉(zhuǎn)化法從煙氣

中分離C02的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯(cuò)誤的

是（）

b

電源

煙氣丁

(含CO廠三—Ar

NaHg溶液

出口I——三a出口2

M極N極

A.a為電源負(fù)極B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變

c.co?在M極被還原D.分離出的CO?從出口2排出

【答案】C

【解析】由題干信息可知，M極發(fā)生的是由Qo0轉(zhuǎn)化為(QHJ)的

過程，該過程是一個(gè)還原反應(yīng)，故M極為陰極，電極反應(yīng)為：o<^=o+2H2O+2e-=

+2OH

HO-^-OH(QH2)>故與M極相連的a電極為負(fù)極，N極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：

HO"G'OH(QH2)-2e-=X^=°+2H+,b極為電源正極。A項(xiàng)，由分析可知，a為電源

負(fù)極，A正確；B項(xiàng)，由分析可知，根據(jù)電子守恒可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，B

正確;C項(xiàng)，由分析可知，整個(gè)過程C02未被還原,CO?在M極發(fā)生反應(yīng)為CO2+OH-=HCO3,

C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題干信息可知，M極上CCh發(fā)生反應(yīng)為：CO2+OH-=HCO3-被吸收，HCO3

向陽(yáng)極移動(dòng)，N極上發(fā)生的反應(yīng)為：HCO3-+H+=H2O+CCM，故分離出的CCh從出口2排出，

D正確；故選C。

方法技巧

L“離子交換膜”電解池的解題思路

(1)分清隔膜類型：即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一利判斷允許哪種離子

通過隔膜；

(2)寫出電極反應(yīng)式：判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，據(jù)電荷平衡判斷離子

遷移方向；

(3)分析隔膜作用：在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生

反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn);

(4)利用定量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算：外電路電子轉(zhuǎn)移數(shù)=通過隔膜的陰、陽(yáng)離子帶的負(fù)或正電荷

數(shù)。

2.離子交換膜類型的判斷

(1)看清圖示，是否在交換膜上標(biāo)注了陰、陽(yáng)離子，是否標(biāo)注了電源的正、負(fù)極。是否

標(biāo)注了電子流向、電荷流向等，明確陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向。

(2)根據(jù)電解池中陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向，結(jié)合題中給出的已知信息，找出物質(zhì)生成或

消耗的電極區(qū)域，確定移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子，從而推知離子交換膜的種類。

3.電解池中某極區(qū)溶液質(zhì)量變化與pH分析。

在含有離子交換膜的電解池中，要判斷一個(gè)極區(qū)溶液質(zhì)量或溶液pH的變化，應(yīng)綜合考

慮電極反應(yīng)引起的溶液質(zhì)量變化和通過離子交換膜、離子的遷移引起的質(zhì)量變化。如：下列

,—.——NaOHNaB(OH),HjBO,稀疏映

裝置中每通過1mol電子，稀硫酸的變化：稀溶液濃溶液和溶液

(l)b極的電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2f+4H+,通過1mol電子時(shí)，有0.5mol氏0放電，產(chǎn)

生1molH+。

(2)通過1mol電子時(shí)，有1mol"從稀硫酸中通過陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室。因此通過1mol電

子時(shí)，稀硫酸中反應(yīng)消耗0.5molHzO,生成的O2逸出，生成的H+遷移至產(chǎn)品室，則質(zhì)量

減少9g。稀硫酸中H+的物質(zhì)的量不變，若不考慮溶液體積變化，則溶液pH不變。

4.離子交換膜的類型

(1)陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過)

以鋅銅原電池為例，中間用陽(yáng)離子交換膜隔開

鋅綱原電池

2t

—@-①負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e=Zn

uuCu'②正極反應(yīng)式：Cu2++2e=Cu

后睦

甲W8

「一-_③通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)

陽(yáng)離子1mol-L*'

1mol-L*'CuSO(aq)

交換腴4④陽(yáng)離子一透過陽(yáng)離子交換膜-原電池正極(或電解池的陰極)

ZnSO?(aq)

(2)陰離子交換膜(只允許陰離子和水分子通過，阻止陽(yáng)離子和氣體通過)

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

-1

-①陰極反應(yīng)式：2H2O+2e=H2T+20"

0

②陽(yáng)極反應(yīng)式：2「-2e-=L

Pl、---/Pt

7一二二

陰離子③陰極產(chǎn)生的OH移向陽(yáng)極與陽(yáng)極產(chǎn)物反應(yīng)：3l2+6OH=IO3-+5r+3H2O

一交蝴

④陰離子一透過陰離子交換膜一電解池陽(yáng)極(或原電池的負(fù)極)

（3）質(zhì)子交換膜（只允許H+和水分子通過）

AB在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CHjCOOH）,可獲得清潔能源H2

電源。|—

①陰極反應(yīng)式：2H++2e-=H2T

~——u

+

F②陽(yáng)極反應(yīng)式：CH3coOH-8e-+2H2O=2CO2T+8H

感?1

百□町

仃機(jī)發(fā)水稀國(guó)③陽(yáng)極產(chǎn)生的H'通過質(zhì)子交換膜移向陰極

1

冊(cè)子交換膜④H+-透過質(zhì)子交換膜一原電池正極（或電解池的陰極）

（4）電滲析法

I.（2023屆?江蘇省南通市高三期初教學(xué)質(zhì)量調(diào)研）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙

隔膜電池如下圖所示。（已知在KOH溶液中，Z*+以ZMOH1-存在）。下列敘述不正確的是

)

離子交,膜a離子￥換膜b|

。4

H2SO4K2sKOH

I室II室in室

A.放電時(shí)Zn作負(fù)極1

B.a為陽(yáng)離子交換膜，b為陰離子交換膜

+2+

C.放電時(shí)MnCh電極上發(fā)生的反應(yīng)：MnO2+4H+2e-=Mn+2H2O

D.電路中每通過1mol電子，Zn電極的質(zhì)量減小32.5g

【答案】B

【解析】根據(jù)題意可知，此裝置為原電池，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為

Zn-2e+4OH=Zn（OH）42',負(fù)極區(qū)K卡剩余，通過隔膜遷移到II區(qū)；MnO?電極為正極，發(fā)生

還原反應(yīng)：MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O,正極區(qū)SO42-過量，通過隔膜遷移到H區(qū)，故H區(qū)

中K2SO4溶液的濃度增大。A項(xiàng)，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn-2e-+40HH

Zn（OH）42',故A正確；B項(xiàng)，I區(qū)的S（V-通過隔膜向H區(qū)遷移，a為陰離子交換膜，K+從

山區(qū)通過隔膜遷移到II區(qū)，b為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，MnCh電極做正極，電極

+2+

反應(yīng)為：MnO2+4H+2e=Mn+2H2O,故C正確；D項(xiàng)，Zn電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH=

Zn（OH）42',所以電路中通過1mol電子，負(fù)極鋅溶解的質(zhì)量為0.5x65=32.5g,故D正確；

故選Bo

2.（2023屆?湖南省益陽(yáng)市高三教學(xué)質(zhì)量調(diào)研）鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和

輸出能量大等特點(diǎn)，是多種便攜式電子設(shè)備和交通工具的常用電池。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)

及工作原理如圖所示，電解質(zhì)溶液為L(zhǎng)iPF6（六氟磷酸鋰）的碳酸酯溶液（無(wú)水）。下列說法錯(cuò)誤

的是（）

鈕_…激曳一

A.放電時(shí)電極a為電池的正極，充電時(shí)電極b作陽(yáng)極

B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為：LixCy-xe=xLi++Cy

C.電池放電時(shí)總反應(yīng)為：“Cy+L/xCoO2=LiCoO2+Cy

D.放電充電時(shí)，鋰離子往返于電池的正極負(fù)極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

【答案】A

【解析】根據(jù)圖中信息可知，放電時(shí)陽(yáng)離子Li+向電極a移動(dòng)，則電極a為正極，則電極

b為負(fù)極，當(dāng)充電時(shí)，電極b為陰極，電解時(shí)Li+向陰極移動(dòng)。A項(xiàng)，根據(jù)圖中信息可知，

放電時(shí)陽(yáng)離子Li+向電極a移動(dòng)，則電極a為正極，則電極b為負(fù)極，當(dāng)充電時(shí)，電極b為

陰極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)電極b為負(fù)極，負(fù)極上LixCy失電子產(chǎn)生Li+和Cy,電極反應(yīng)

+

式為L(zhǎng)i<y-xe-=xLi++Cy,B正確;C項(xiàng)，電池放電時(shí)正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i,.xCoO2+xe+xLi=LiCoO2,

結(jié)合選項(xiàng)B可知，總反應(yīng)為：LixCy+Li1.sCoO2=LiCoO2+Cy,C正確；D項(xiàng)，根據(jù)圖中信息

可知，放電充電時(shí)，鋰離子往返于電池的正極負(fù)極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，D

正確：故選A。

3.（2023屆?遼寧省沈陽(yáng)市第一二。中學(xué)高三模擬）高鐵酸鈉（NazFeCU）是一種新型的消毒

劑，以Fe、Ni為電極制取NazFeCU的原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

水（含少量laOH）濃N^OH溶液

A.Fe電極的電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2O

B.離子交換膜b為陰離子交換膜

C.通入I室的水中加入少量NaOH,可以加快高鐵酸鈉的生成

D.每生成0.1molNa2FeC）4,H室中溶液減少的質(zhì)量為32.0g

【答案】D

【解析】該裝置以Fe、Ni為電極制取NazFeCh,為電解池裝置，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，Ni電

極為陰極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Fe-6e+8OH=FeO42-+4H2O,OH移動(dòng)向II室，陰極電極反應(yīng)

式為2H2O+2e-=H2T+2OH;Na+應(yīng)移動(dòng)向I室。A項(xiàng)，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，F(xiàn)e失電子生成FeO?',

電極反應(yīng)式為Fe-6e+8OH=FeO42-+4H2O,故A正確；B項(xiàng)，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，Ni電極為陰

極，II空中的Na+移動(dòng)向I室，OET移動(dòng)向H室，故離子交換膜a、b分別為陽(yáng)離子交換膜、

陰離子交換膜，故B正確：C項(xiàng)，通入I室的水中加入少量NaOH,可以增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，

可以加快高鐵酸鈉的生成，故C正確；D項(xiàng)，每生成0.1molNazFeCh,外電路中通過0.6mol

電子，則H室溶液中減少的NaOH的物質(zhì)的量為0.6mol,質(zhì)量為24.0g,故D錯(cuò)誤；故選D。

4.（2023屆?遼寧省鞍山市普通高中第一次質(zhì)量監(jiān)測(cè)）工業(yè)電解丙烯月青（CH2=CHCN）制己二

情［NC（CH2）4CN］的原理如圖所示。相關(guān)說法正確的是（）

02

離

fH2C=CHCN碳

棒子

交

換

稀

膜

硫

<—NC(CH2)4CN乙

室

酸

~1I甲室

有機(jī)電解質(zhì)及1%異丙醇

A.乙室電極反應(yīng)：2H2O-4e=O2T+4H+

B.該生產(chǎn)過程離子交換膜為陰離子交換膜

C.甲室碳棒為陽(yáng)極，工作溫度較高電極會(huì)有損失

D.生產(chǎn)中若收集44.8L氣體，轉(zhuǎn)移電子8moi

【答案】A

【解析】根據(jù)題意，該裝置為電解池裝置，依據(jù)裝置圖，乙室中有氧氣產(chǎn)生，該電極反

應(yīng)式為2H2O-4e=O2T+4H+,根據(jù)電解原理，該電極為陽(yáng)極，碳棒為陰極。A項(xiàng)，乙室中有

氧氣產(chǎn)生，根據(jù)電解原理，應(yīng)是OH-在該電極放電，即電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=ChT+4H+,

故A正確;B項(xiàng)，丙烯靖轉(zhuǎn)化成己二睛，其電極反應(yīng)式為2cH2=CHCN+2H++2e=NC（CH2）4CN,

根據(jù)電極原理，H+由乙室向甲室移動(dòng)，因此離子交換膜為質(zhì)子交換膜，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，

根據(jù)上述分析，碳棒為陰極，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，題中沒有指明是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能直接

運(yùn)用22.4L/mol進(jìn)行計(jì)算，故D錯(cuò)誤；故選A。

5.（2023屆?安徽省蚌埠市高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢查）銅基配合物電催化還原CO2的裝置

原理如圖所示，下列說法不正確的是（）

\/

酸性電解質(zhì)溶液

A.石墨烯為陽(yáng)極，發(fā)生電極反應(yīng)為CCh+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt電極附近溶液的pH值減小

C.每轉(zhuǎn)移2moi電子，陽(yáng)極室、陰極室溶液質(zhì)量變化量的差值為28g

D.該裝置可減少CCh在大氣中累積和實(shí)現(xiàn)可再生能源有效利用

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，石墨烯為陰極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Pt電極上H2O失電子轉(zhuǎn)化為電極反

應(yīng)為2H2O-4e=4H++O2T，所以電極附近溶液的pH減小，B正確；C項(xiàng)，每轉(zhuǎn)移2moi電子，

由陰極電極反應(yīng)式可知生成ImolHCOOH,所以陰極室溶液出”.|=46g/molxlmol=46g；根據(jù)

陽(yáng)極室反應(yīng)可知每轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)陽(yáng)極消耗Imol水，生成0.5mol氧氣，同時(shí)有2molH+

轉(zhuǎn)移至陰極室,所以|Amm|=18g/molxlmol=18g,所以|AmM|-|Amm|=46g-18g=28g,C正確;D

項(xiàng)，該裝置可減少CO?在大氣中累計(jì)和實(shí)現(xiàn)可再生能源有效利用，D正確；故選A。

6.（2023屆?廣東省深圳市光明區(qū)一模）某科研小組利用下圖裝置完成乙煥轉(zhuǎn)化為乙烯的

同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應(yīng)有：①Zn-2e=Zn2+；②Zn2++4OH=[Zn（（OH）4F；

③Zn[Zn（（OH）4F=ZnO+2OH-+H2O。下列說法不正確的是（）

B.放電過程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變

C.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH

D.電解足量CuSC>4溶液，理論上消耗2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）C2H2時(shí)，生成6.4gCu

【答案】B

【解析】由題干可知，鋅板處Zn失電子生成Z/+,為原電池負(fù)極，則氣體擴(kuò)散電極a

為正極。正極上C2H2得電子與水反應(yīng)生成C2H4。A項(xiàng)，由圖可知鋅板為負(fù)極，所以電極a

的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)，A正確；B項(xiàng)，放電過程中正極區(qū)消耗水，導(dǎo)致KOH溶液濃度

增大，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H2+2H2O+2eW2H4+20日,C正確；D

項(xiàng)，電解硫酸銅時(shí)，生成銅的電極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu,理論上消耗2.24LC2H乂標(biāo)準(zhǔn)狀況），

即O.lmol,對(duì)應(yīng)電子轉(zhuǎn)移0.2mol,可生成銅6.4g,D正確；故選B。

7.（2023屆?湖南省永興縣第一中學(xué)高三模擬）一種電解法制備Ca（H2Po止并得到NaOH

等副產(chǎn)物的示意裝置如圖，下列說法正確的是（）

ab

石墨'膜B膜C膜石墨

CaCl2Ca(H,PO4)2NaH2PoiNaOH

濃溶液—稀溶液濃溶液—稀溶液

產(chǎn)品室原料室

A.與a、b相連的分別是電源的負(fù)極、正極

B.NaOH溶液中石墨電極上的反應(yīng)為2H2O+2e-H2t+2OH-

C.A膜、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽(yáng)離子交換膜

D.產(chǎn)品室中的Ca?+和原料室的Na.物質(zhì)的量濃度同等程度增大

【答案】B

【解析】由圖可知，產(chǎn)品Ca（H2Po02在產(chǎn)品室生成，左側(cè)石墨作陽(yáng)極，氯離子放電，電

極反應(yīng)式為2Cl:2e-=C12T，陽(yáng)極室的Ca2+透過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室,A膜為陽(yáng)離子交換膜,H2PO4

透過B膜進(jìn)入產(chǎn)品室與Ca2+結(jié)合生成Ca（H2Po4）2,B膜為陰離子交換膜，右側(cè)石墨極為陰

極，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2T+20H,Na+透過C膜進(jìn)入陰極室，C膜為陽(yáng)離子

交換膜。A項(xiàng)，左側(cè)電極為陽(yáng)極，應(yīng)連接電源正極，即a、b相連的分別是電源的正極、負(fù)

極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，右側(cè)石墨極為陰極，水放電，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2f+2OH-,

故B正確；C項(xiàng)，A膜、C膜為陽(yáng)離子交換膜，B膜為陰離子交換膜，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陽(yáng)

極室的Ca2+透過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中的Ca2+離子濃度增大，Na+透過C膜進(jìn)入陰極

室，原料室的Na+濃度減小，故D錯(cuò)誤；故選B。

0

8.（2023屆.湖南省長(zhǎng)沙一中高三模擬）雙極膜電滲析法制備縮水甘油（“c/\）的

原理：將3-氯-1,2-丙二醇的水溶液通過膜M與雙極膜之間的電滲析室，最終得到的縮水

甘油純度很高（幾乎不含無(wú)機(jī)鹽）。已知：由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽(yáng)復(fù)合膜為

雙極膜。在直流電場(chǎng)的作用下，雙極膜復(fù)合層間的HzO解離成0H-和H+并分別通過陰膜和

陽(yáng)膜。下列說法正確的是（）

(+)

膜M

雙極膜

I

（一）

A.裝置工作時(shí)，3-氯-1,2-丙二醇被氧化

B.通電后，電滲析室內(nèi)溶液的pH變小

C.膜M為陽(yáng)離子交換膜

D.裝置工作時(shí)，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)：2H++2e=H2T

【答案】D

【解析】根據(jù)電荷遷移方向確定雙極膜中移向3-氯-1,2-丙二醉的水溶液的只能是帶負(fù)

電荷的OH-,+HC1,OH-中和H+生成H2O,C「經(jīng)過膜

M向陽(yáng)極遷移，產(chǎn)品得以純化。3-氯-1,2-丙二醇未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通電后，雙極膜復(fù)

合層間的H2O解離成OH-和H+,OH-中和電滲析室內(nèi)生成的H+,陰極上H+得到電子生成

項(xiàng)，根據(jù)電荷遷移方向確定雙極膜中移向-氯-丙二醇的水溶液的只能是帶負(fù)電

H2OA3-1,2

荷的OH:+HCI,0H-中和H+生成H2O,Cl-經(jīng)過膜M

向陽(yáng)極遷移，產(chǎn)品得以純化，而3-氯-1,2-丙二醇未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，通

電后，雙極膜復(fù)臺(tái)層間的H?O解離成OH-和H+,電滲析室內(nèi)e-

+HC1,OH-中和生成的H+,電滲析室內(nèi)溶液的pH幾乎不變，B錯(cuò)誤：C項(xiàng)，

電滲析室內(nèi)產(chǎn)生的C「經(jīng)過膜M向陽(yáng)極遷移，膜M為陰離子交換膜，C正確；D項(xiàng)，裝置

+

工作時(shí)，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為氫離子得到電子生成氫氣，反應(yīng)為：2H+2e=H2T，D正

確；故選D。

9.（2023屆?河北省曲陽(yáng)縣第一高級(jí)中學(xué)高三模擬）目前，應(yīng)用電滲析法進(jìn)行海水淡化是

解決淡水資源醫(yī)乏的有效途徑之一，該方法是利用電解原理通過多組電滲析膜實(shí)現(xiàn)，工作原

理如圖所示（以NaCl溶液代替海水）,同時(shí)獲得產(chǎn)品。2、比、脂0乩,下列說法正確的是（）

直流電源

A.a是直流電源的負(fù)極

B.陽(yáng)極區(qū)溶液濃度幾乎不變

C.膜pq、st分別為陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜

D.出口I、II分別接收NaCl濃溶液、淡水

【答案】B

【解析】由圖可知，N極生成氫氣，說明為氫離子放電發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池陰極,

則M為陽(yáng)極。A項(xiàng)，a連接陽(yáng)極，是直流電源的正極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)為2c「-2e

=Cbf,I中氯離子通過陰離子膜pq進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)，溶液濃度幾乎不變，B正確；C項(xiàng)，I中

氯離子通過陰離子膜pq進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)，鈉離子通過陽(yáng)極膜st進(jìn)入陰極區(qū)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，I

中氯離子向左側(cè)運(yùn)動(dòng)，鈉離子向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，氯化鈉溶液濃度減小，使I口對(duì)應(yīng)區(qū)域形成淡水，

II口對(duì)應(yīng)區(qū)域形成NaCl濃溶液，D錯(cuò)誤；故選B。

10.（2022.廣東省汕頭市高三教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)iPON薄膜鋰離子電池是目前研究最廣泛的

全固態(tài)薄膜鋰離子電池。下圖為其工作示意圖，UPON薄膜只允許Li*通過，電池反應(yīng)為

LixSi+Li?,xCoO2--Si+LiCoO??下列有關(guān)說法正確的是。（）

A.UPON薄膜在充放電過程中質(zhì)量發(fā)生變化

B.導(dǎo)電介質(zhì)C可為L(zhǎng)i2s04溶液

+

C.放電時(shí)b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1.xCoO2+xLi+xe=LiCoO2

D.充電時(shí)，當(dāng)外電路通過0.2mol電子時(shí)，非晶硅薄膜上質(zhì)量減少1.4g

【答案】C

【解析】由題干信息中電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Li/oCh.器?Si+LiCQ可知,電

極a為非晶硅薄膜，充電時(shí)Li,得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中，則電極a為陰極，電極反

應(yīng)式為xLi++xe-+Si=LixSi,電極b為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2-xe=LiirCoC）2+xLi+,放電

時(shí)電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ixSi-xe=Si+xLi+,電極b為正極，電極反應(yīng)式為

+

Lii.xCoO2+xLi+xe=LiCoO2oA項(xiàng)，UPON薄膜在充放電過程中僅僅起到鹽橋的作用，并未

參與電極反應(yīng)，故其質(zhì)量不發(fā)生變化，A錯(cuò)誤：B項(xiàng)，由于2Li+2H2O