多池多室?guī)る娀瘜W(xué)裝置【原卷】

一、選擇題(共34題)

1.電致變色玻璃以其優(yōu)異的性能將成為市場的新寵，如圖所示五層膜的

玻璃電致變色系統(tǒng)，其工作原理是在外接電源下，通過在膜材料內(nèi)部發(fā)生氧化還

原反應(yīng)，實現(xiàn)對器件的光透過率進(jìn)行多級可逆性調(diào)節(jié)。(已知：WO3和

Li4Fe“Fe(CN)6]3均為無色透明，LiWO3和Fe“Fe(CN)6]3均為藍(lán)色)下列有關(guān)說法

正確的是()

透明導(dǎo)電層

wopLIWOj?電致變色層

經(jīng)Lr的聚環(huán)氣乙燒凝皎電展第離子導(dǎo)體層

Fe，|F?C、M，LhFe.|F?!<CN)?h離子儲存層

B?多畛?;多多鄉(xiāng)卜透明等電層

A.當(dāng)B外接電源負(fù)極時，膜由無色變?yōu)樗{(lán)色

B.當(dāng)B外接電源負(fù)極時，離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為：

+

Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=Li4Fe4[Fe(CN)6]3

C.當(dāng)A接電源的負(fù)極時，此時Li+得到電子被還原

D.當(dāng)A接電源正極時，膜的透射率降低，可以有效阻擋陽光

2.多倫多大學(xué)EdwardSargent教授團(tuán)隊研發(fā)了一種將乙烯高效轉(zhuǎn)化為環(huán)氧

乙烷的電化學(xué)合成方法。反應(yīng)在KCI電解液的流動池中進(jìn)行，示意圖如圖。電

解結(jié)束后，將陰陽極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說法正確的是

A.泡沫鎮(zhèn)電極連接電源負(fù)極

B.祐箔電極附近溶液pH下降

C.該過程的總反應(yīng)為CH2=CH2+HOC1一?心、+HCI

D.當(dāng)電路中通過Imol電子時，鉗箔電極上會產(chǎn)生1L2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

3.“三室法”制備燒堿和硫酸示意圖如下，下列說法正確的是（）

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.離子交換膜A為陰離子交換膜

C.稀硫酸從c處進(jìn)，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2s04溶液從e處進(jìn)

D.Na+和SO4?一遷移的數(shù)量和等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量

4.相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如圖所示裝置是利用

濃差電池電解Na2s04溶液（a、b電極均為石墨電極），可以制得O2、H2.H2SO4

和NaOH。下列說法不正確的是（）

Cu(l)Cu(2)

mori?7^2L0.5mol.L-1;

:烏皂％溶液一:CuSO4溶液：

陰離子交換膜離子交換膜

A.a電極的電極反應(yīng)為4H2O+4e-=2H2T+4OH-

B.c、d離子交換膜依次為陽子交換膜和陰離子交換膜

C.電池放電過程中，Cu（l）電極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

D.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得320gNaOH

5.高鐵酸鈉（NazFeCh）是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH

溶液制備Na2FeO4,其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。

下列說法錯誤的是（）

（含少量NaOH）濃NaOH溶液

A.陽極反應(yīng)式：Fe-6e+8OH-=FeOr+4H2O

B.甲溶液可循環(huán)利用

C.離子交換膜a是陰離子交換膜

D.當(dāng)電路中通過2moi電子的電量時，會有l(wèi)moIHh生成

6.用惰性電極電解法制備硼酸［H3BO3或B（OH）3］的工作原理如圖所示（陽膜

和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過）。下列有關(guān)說法正確的是（）

a極）陽膜SiJ陽膜1b極

;原料室之二二：產(chǎn)品室

NaOHNaB（OH）,H3BO3稀硫酸

稀溶液濃溶液稀溶液

A.陰極與陽極產(chǎn)生的氣體體積比為1：2

B.b極的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-=CM+4H+

C.產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B（OH）3+OH-=B（OH）I

D.每增加ImolIhBCh產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g

7.某些無公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置，進(jìn)行果品的安全生產(chǎn),

解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問題。下列說法正確的是（）

苜直流電源生

^

4

2

^

換

膜

A.a為直流電源的負(fù)極，與之相連的電極為陰極

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.“酸性水”具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌

D.陰極反應(yīng)式為H2O+2e-=H2T+C>2-

8.四甲基氫氧化鉉KCH3）4NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化鏤

［（CH3）4NCI］為原料，采用電滲析法合成KCH3）4NOH］,其工作原理如圖所示（a、

b為石墨電極，c、d、e為離子交換膜），下列說法不正確的是（）

NaOH

溶液

A.N為電源正極

B.b極電極反應(yīng)式：4OH-4e=O2t+2H2O

C.c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

D.a、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2：1

9.利用光伏電池與膜電解法制備Ce（SO“2溶液的裝置如下圖所示，下列

說法正確的是（）

Ce：（SO*3（a<l）CuSO4（aq）

A.該裝置工作時的能量形式只有兩種

B.石墨電極發(fā)生反應(yīng)：Ce4++e-=Ce3+

C.該離子交換膜為陰離子交換膜，SO,?一由左池向右池遷移

D.由P電極向N電極轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，陽極室生成33.2gCe（SO“2

10.一種將燃料電池與電解池組合制備KMnCh的裝置如圖所示（電極甲、

乙、丙、丁均為惰性電極）。該裝置工作時，下列說法不正確的是（）

陽離子交換膜補(bǔ)充氣體X陽離子交換膜

02fl||甲1_[+

氣體X

a%KOH溶液

TK2MnC）4溶液

c%KOH溶液6%K0H溶液

A.甲為正極，丙為陰極

B.丁極的電極反應(yīng)式為MnCh?——ei===MnO4一

C.KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：c%>a%>b%

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲電極上每消耗22.4L氣體時，理論上有4moiK+移入陰

極區(qū)

11.（2020?山東卷）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生

物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCI溶液模擬海水，采

用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3COO-的溶液為例）。下列說法

錯誤的是（）

生物膜有機(jī)模擬酸性

廢水海水水溶液

+

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e-=2CO2T+7H

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1

12.（2020?山東卷）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備

雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是（）

A.陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2T

B.電解一段時間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時間后，a極生成的Ch與b極反應(yīng)的Ch等量

13.三室式電滲析法處理含Na2s04廢水的原理如圖所示，采用惰性電極,

aB項，cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SCV-可通

過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。

下列敘述正確的是（

A.通電后中間隔室的SCV一離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大

B.該法在處理含Na2sCh廢水時可以得到NaOH和H2sCh產(chǎn)品

C.負(fù)極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低

D.當(dāng)電路中通過Imol電子的電量時，會有0.5mol的Ch生成

14.硼酸(H3BO3)為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子

-

方程式為：H3BO3+OH=B(OH)；,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作

原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法正確的是

()

石墨陽膜陰膜陽膜石墨

:

：H,BO,NiiB(OH)1NaOH

:稀硫酸:稀溶液濃溶液稀溶液」

陽極室產(chǎn)品室原料室陰極室

A.當(dāng)電路中通過1mol電子時，可得到1molH3BO3

B.將電源的正、負(fù)極反接，工作原理不變

C.陰極室的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2f+4H+

D.B(OH)I穿過陰膜進(jìn)入陰極室，Na+穿過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室

15.用電滲析法由NaH2PCh制備H3P02的工作原理如圖所示，下列說法正

確的是()

T電源總

石墨石墨

陽膜1陰膜陽膜2

113Po2NaIIPO

稀硫酸22NaOH

稀溶液濃溶液稀溶液

A.電源a極為負(fù)極，所連石墨電極上的反應(yīng)為2H++2b==H2T

B.氫氧化鈉溶液所在的極室中pH減小

C.H+由左向右穿過陽膜1,H2P03由右向左穿過陰膜

D.當(dāng)導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4mol?一時，兩石墨電極上產(chǎn)生氣體體積之和為標(biāo)準(zhǔn)狀

況下4.48L

16.高鐵酸鈉（NazFeO,是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH

溶液制備Na2FeO4,其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。

下列說法錯誤的是（)

乙溶液

（含少量NaOH）濃NaOH溶液

-_

A.陽極反應(yīng)式:Fe-6e+8OH=FeOi+4H2O

B.甲溶液可循環(huán)利用

C.離子交換膜a是陰離子交換膜

D.當(dāng)電路中通過2moi電子的電量時，會有ImoIHh生成

17.對氨基苯甲酸（HOOCONH,）是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和醫(yī)藥中間體,

以對硝基苯甲酸（5NCOOH）為原料，采用電解法合成對氨基苯甲酸的裝置如

圖。下列說法不正確的是（）

A.電子由金屬陽極DSA經(jīng)導(dǎo)線流入直流電源

B.陰極的主要電極反應(yīng)式為。2N——COOH+6e+6H'>HOOC-^y^NH；+2H,O

C.每轉(zhuǎn)移1mole一時，陽極電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減少9g

D.反應(yīng)結(jié)束后陽極區(qū)pH增大

18.工業(yè)上聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為

惰性電極。實驗過程中取樣測丙溶液的pH值，pH試紙顯紅色。下列有關(guān)說

法正確的是（）

+

A.a電極的電極反應(yīng)式為：2H+2e=H2t

B.聯(lián)合生產(chǎn)過程中需添加補(bǔ)充Na2s04

C.離子交換膜d為陰離子交換膜

D.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，產(chǎn)生1.12L的氣體乙

19.電滲析法淡化海水裝置示意圖如下，電解槽中陰離子交換膜和陽離子交

換膜相間排列，將電解槽分隔成多個獨立的間隔室，海水充滿在各個間隔室中。

通電后，一個間隔室的海水被淡化，而其相鄰間隔室的海水被濃縮，從而實現(xiàn)了

淡水和濃縮海水分離。下列說法正確的是（）

淡水或濃縮海水

①②③④⑤⑥⑦

1

1z,

11

；

++++Na'

Na?Na+NaNaNa*!NaNa+Na*

ci-:crci-ci-ci-:ci-ci-ci-ci-

?—離子交換膜a

電極?電極2

?1?一?離子交換膜b

海水

A.離子交換膜b為陽離子交換膜

B.各間隔室的排出液中，①③⑤⑦為淡水

C.通電時，電極1附近溶液的pH比電極2附近溶液的pH變化明顯

D.淡化過程中，得到的濃縮海水沒有任何使用價值

20.近日，電催化固氮領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，利用雙功能催化劑可實現(xiàn)室溫條

件下電催化氮氣還原制備氨氣、氧化制備硝酸鹽。裝置如圖所示：

—電化學(xué)工作站-------

離f交換膜

下列說法錯誤的是（）

A.工作時，電子流入a極

+

B.陽極區(qū)的電極反應(yīng)為：N2+6H2O-10e=2NO3+12H

C.陽極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為5：3

D.該離子交換膜應(yīng)使用質(zhì)子交換膜

21.如圖是一種新型的光化學(xué)電源，當(dāng)光照射光電極時，通入02和H2s即

產(chǎn)生穩(wěn)定的電流（H2AQ和AQ是兩種有機(jī)物）。下列說法不正確的是（）

離

陽

交

子光照

膜

換/

A.H+通過陽離子交換膜從正極區(qū)進(jìn)入負(fù)極區(qū)

B.電源工作時發(fā)生了光能、化學(xué)能、電能間的轉(zhuǎn)化

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2「-2e-==l2

D.總反應(yīng)為H2s+O2理厘H2O2+S

22.利用原電池原理，在室溫下從含低濃度銅的酸性廢水中回收銅的實驗裝

置如圖所示:

下列說法錯誤的是()

A.X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜

--

B.負(fù)極的電極反應(yīng)式：BH；+8OH-8e=B(OH)；+4H2O

C.2室流出的溶液中溶質(zhì)為Na2s04和K2sCh

D.電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，電極2上有32gCu析出

23.一種鋰電池的工作原理如下圖所示，正極反應(yīng)液可以在正極區(qū)和氧化罐

2

間循環(huán)流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2+氧化，自身被還原為SO4-O

下列關(guān)于該電池說法正確的是()

A.電池放電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.放電時Li+由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)

C.放電時的負(fù)極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+

2+23+2

D.氧化罐中反應(yīng)的離子方程式為：2Fe+S2O8'=2Fe+2SO4"

24.微生物燃料電池（MFC）以厭氧微生物催化氧化有機(jī)物（如葡萄糖），同時

處理含Cu2+廢水，裝置如圖所示，下列說法錯誤的是（）

葡

萄

糖

物

微生陰離子交換膜

A.M極為電池的負(fù)極

B.溫度越高，電池工作效率越高

C.N極的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

D.電池工作時，廢水中的陰離子總濃度降低

25.利用如圖所示裝置可制取H2,兩個電極均為惰性電極，c為陰離子交換

膜。下列敘述正確的是（）

A.a為電源的正極

B.工作時，OH一向左室遷移

+

C.右室的電極反應(yīng)式為CiHsOH+H2O-4e==CH3COO+5H

D.生成省和CH3coONa的物質(zhì)的量之比為2：1

26.甲醇燃料電池由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常

規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注，其工作示意圖如下，其總反應(yīng)為2cH30H

+3O2===2CO2+4H2OO下列說法不正確的是（）

用電器

催化劑催化劑

電極A電極B

3Wb

質(zhì)子交換膜

A.電極A是負(fù)極，物質(zhì)a為甲醇

B.電池工作時，電解液中的H+通過質(zhì)子交換膜向B電極遷移

C.放電前后電解質(zhì)溶液的pH增大

D.b物質(zhì)在電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：（h+4e-+2H2O=4OH-

27.胱（N2H4）堿性燃料電池的原理示意圖如圖所示，電池總反應(yīng)為:

N2H4+O2=N2+2H2O。下列說法錯誤的是（）

廠回電器卜［

1W

NIL+Na()H溶液—■物物.質(zhì)Y

:K|_

陽離子交換股

A.電極b發(fā)生還原反應(yīng)B.電流由電極a流出經(jīng)用電器流入電極b

C.物質(zhì)Y是NaOH溶液D.電極a的電極反應(yīng)式為N2H4+4OIT—

4e=N2T+4H2O

28.一種腫燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是（）

A.a極是正極，電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-=N2T+4H2。

B.電路中每轉(zhuǎn)移NA個電子，就有l(wèi)molNa+穿過膜向正極移動

C.b極的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-

D.用該電池作電源電解飽和食鹽水，當(dāng)?shù)玫絆.lmoICb時，至少要消耗

O.lmolN2H4

29.金屬（M）—空氣電池具有原料易得，能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能

源汽車和移動設(shè)備的電源，該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：2M+O2+2H2O=

2M(OH)2O

陰離子交換膜

（已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大

電能）下列說法正確的是（）

A.電解質(zhì)中的陰離子向多孔電極移動

B.比較Mg、Al、Zn三種金屬一空氣電池，Mg—空氣電池的理論比能量

最高

C.空氣電池放電過程的負(fù)極反應(yīng)式2M—4e-+4OlT=2M（OH）2

D.當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移4moi電子時，多孔電極需要通入空氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

30.某化學(xué)小組擬設(shè)計微生物燃料電池將污水中的乙二胺[H2N（CH2）2NH2]

氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，工作原理如圖所示（a、b均為石墨電極）。下列分析正確

的是（）

A.a電極發(fā)生反應(yīng)：H2NCH2CH2NH2+16e+4H2O=2CO2T+N2T+16H

B.質(zhì)子交換膜處H+由右向左移動

C.該電池在微生物作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

D.開始放電時b電極附近溶液pH不變

31.用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH：,模擬裝置如

圖所示。下列說法正確的是（）

A.陽極室溶液由無色變成棕黃色

--

B.陰極的電極反應(yīng)式為4OH-4e=2H2O+O2T

C.電解一段時間后，陰極室溶液中的pH升高

D.電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH5PO4

32.儲氫可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和

加氫：C6H12(g)-C6H6(g)+3H2(g)o一定條件下，下圖裝置可實現(xiàn)有機(jī)物的電

化學(xué)儲氫:

r-ITO-q

孔情性電極

DH多孔惰性也極E

今米的物啾分?jǐn)?shù)

二氣體

為的混合氣體

川mol的混合氣體.

其中葦?shù)奈镱穆?lián)

分?jǐn)?shù)為24%高分子電解質(zhì)膜

下列說法不正確的是()

A.多孔惰性電極D為陰極

B.從多孔惰性電極E產(chǎn)生的氣體是氧氣

C.高分子電解質(zhì)膜為陰離子交換膜

D.上述裝置中生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-=C6H12

33.光電池在光照條件下可產(chǎn)生電流，如圖裝置可以實現(xiàn)光能源的充分利

用，雙極性膜可將水解離為H+和OH-,并實現(xiàn)其定向通過。下列說法不正確的

是（）

A.該裝置可利用光能實現(xiàn)水的分解

B.光照過程中陰、陽極區(qū)溶液中的pH均基本不變

C.再生池中的反應(yīng)為2V2++2H+：二2V3++H2T

D.每有ImolOH-通過雙極性膜，可產(chǎn)生5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的。2

34.已知某高能鋰離子電池的總反應(yīng)為：2Li+FeS=Fe+Li2S,電解液為含

LiPF6?SO（CH3）2的有機(jī)溶液（Li+可自由通過）。某小組以該電池為電源電解廢水并

獲得單質(zhì)銀，工作原理如圖所示。

XY

下列分析正確的是（）

A.X與電池的Li電極相連

B.電解過程中c（BaCh）保持不變

+

C.該鋰離子電池正極反應(yīng)為：FeS+2Li+2e-=Fe+Li2S

D.若去掉陽離子膜將左右兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變

二、非選擇題（共2題）

35.中科院張濤院士的研究團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)納米ZnO可作為一些催化劑的載體。

圖是通過鋅精礦（主要成分為ZnS）與軟鎰礦（主要成分為Mn02）酸性共融法制備納

米ZnO及MnCh的工藝流程?；卮鹣铝袉栴}:

20%

（1）“酸浸”時，鋅、鎰離子浸出率與溶液溫度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)鋅、鎰

離子浸出效果最佳時，所采用的最適宜溫度為

（2）寫出酸浸時ZnS與MiQ發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式（無單質(zhì)硫生

成）

(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取劑分離鋅、鋅離子時，溶液的初始pH與分離系

數(shù)的關(guān)系如表所示:

初始pH1.01.52.02.53.03.54.04.5

鋅、鎰離

子分離7.648.839.9711.2112.1013.1713.3611.75

系數(shù)

已知：分離系數(shù)越大，分離效果越好；萃取劑P507是一種不溶于水的淡黃

色透明油狀液體，屬于酸性萃取劑。

試分析初始pH>4.0時，鋅、鎰離子分離系數(shù)降低的原因是

(4)(阿4)2$2。8是一種強(qiáng)氧化劑，能與反應(yīng)生成s(V-和紫色面04-。用

(NHJS208檢驗水相中的Mn"時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(5)二氧化鎰廣泛用于電池。一種海水中的“水”電池的電池總反應(yīng)可表示

為5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mri5Oio+2AgCl。電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為

(6)電解尿素的堿性溶液制取N和上的裝置如圖所示。(電解池中的隔膜僅

阻止氣體通過，兩電極都是惰性電極)

A電極的名稱為，若起始時加入電解池的原料配比

n=3,完全反應(yīng)后，電解排出液中喘=----------------

36.銅及其化合物廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中。

(1)用銅作陽極，鈦片作陰極，電解一定濃度的NaCl和NaOH的混合溶液可

得到C*0,陽極及溶液中物質(zhì)的有關(guān)轉(zhuǎn)化如圖所示，陽極的電極反應(yīng)式為

，每生成14.4gC112O轉(zhuǎn)移電子molo

(2)將CuCl水解再熱分解也可得到納米Cu20,CuCl水解的反應(yīng)為

CUC1(S)+H2O(1)-CuOH(s)+C「(aq)+lT(aq)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)4與此溫度

下(、AUCuOH)、/(CuCl)的關(guān)系為o

(3)我國科學(xué)家圍繞Cu20材料進(jìn)行水相CO?光電還原反應(yīng)合成甲醇，從而探

究緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染的方法，其模擬裝置原理如圖所示：

①在Cu/Cu20/Cu0電極薄膜表面進(jìn)行CO?還原反應(yīng)生成CH30H的總反應(yīng)是

4

②下圖是Cu/Cu20/Cu0復(fù)合電極在0.1mol?LNaHCOs溶液中不同電壓下的

光電催化還原C02生成甲醇的裝置圖，下圖是產(chǎn)物甲醇的分析。

不同電月卜甲醉產(chǎn)bt強(qiáng)時網(wǎng)的變化前線

裝置中CuO/CuO/Cu復(fù)合電極是(填“陰極”或“陽極”)，光電催

化還原CO2生成甲醇最佳電壓是，電壓增大甲醇含量的降低的原因是

(4)堿性CuCL溶液(用NH3-H2O-NH4C1調(diào)節(jié)pH)可作銅制印刷電路板蝕刻液

原理為：CuCl2+4NH3?H20==CU(NH3)4CI2+4H2O；Cu(NH3)4ck+Cu==2Cu(NH3)2CI

①過程中只須及時補(bǔ)充NH3?H20和NH4cl就可以使蝕刻液再生，保持蝕刻能

力。蝕刻液再生過程中作氧化劑的是(填化學(xué)式)。

②50℃,c(CuCL)=2.5mol-L1,pH對蝕刻速串的影響如圖所示。適宜pH

約為8.3~9.0,pH過小或過大，蝕刻速率均會減小的原因是.

E

3.)

正

數(shù)

第

后

多池多室?guī)る娀瘜W(xué)裝置

一、選擇題(共34題)

1.電致變色玻璃以其優(yōu)異的性能將成為市場的新寵，如圖所示五層膜的

玻璃電致變色系統(tǒng)，其工作原理是在外接電源下，通過在膜材料內(nèi)部發(fā)生氧化還

原反應(yīng)，實現(xiàn)對器件的光透過率進(jìn)行多級可逆性調(diào)節(jié)。(已知：WO3和

Li4Fe“Fe(CN)6]3均為無色透明，LiWO3和Fe“Fe(CN)6]3均為藍(lán)色)下列有關(guān)說法

正確的是()

A.當(dāng)B外接電源負(fù)極時，膜由無色變?yōu)樗{(lán)色

B.當(dāng)B外接電源負(fù)極時，離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為:

+

Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=Li4Fe4[Fe(CN)6]3

C.當(dāng)A接電源的負(fù)極時，此時Li+得到電子被還原

D.當(dāng)A接電源正極時，膜的透射率降低，可以有效阻擋陽光

【答案】B

【解析】根據(jù)題意及圖示信息可知，結(jié)合電解原理可知，當(dāng)B外接電源負(fù)

+

極時，離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為：Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=Li4Fe4[Fe(CN)6]3,膜由

藍(lán)色變?yōu)闊o色，當(dāng)A接電源負(fù)極時，WO3得電子被還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為：

+

WO3+Li+e=LiWO3,膜由無色變?yōu)樗{(lán)色。A項，當(dāng)B外接電源負(fù)極時，

Fe4[Fe(CN)6b轉(zhuǎn)化為Li4Fe"Fe(CN)6]3,膜由藍(lán)色變?yōu)闊o色，A項錯誤；B項，

當(dāng)B外接電源負(fù)極時，根據(jù)電解原理可知，離子儲存層FedFe(CN)6]3得電子轉(zhuǎn)

+

化為Li4Fe4[Fe(CN)6]3,發(fā)生反應(yīng)為:Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+4e-=Li4Fe4[Fe(CN)6]3,

B項正確；C項，當(dāng)A接電源的負(fù)極時，WO3得電子被還原為LiWCh,Li+只是

作為電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，C項錯誤；D項，當(dāng)A接電源正極

時，LiWCh失電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到WO3,膜由藍(lán)色變?yōu)闊o色，透射率增強(qiáng)，

不能有效阻攔陽光，D項錯誤；故選B。

2.多倫多大學(xué)EdwardSargent教授團(tuán)隊研發(fā)了一種將乙烯高效轉(zhuǎn)化為環(huán)氧

乙烷的電化學(xué)合成方法。反應(yīng)在KC1電解液的流動池中進(jìn)行，示意圖如圖。電

解結(jié)束后，將陰陽極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說法正確的是

()

A.泡沫銀電極連接電源負(fù)極

B.鉗箔電極附近溶液pH下降

C.該過程的總反應(yīng)為CH2=CH2+HOClf?心"+HC1

D.當(dāng)電路中通過Imol電子時，粕箔電極上會產(chǎn)生11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

【答案】D

【解析】據(jù)圖可知泡沫銀電極上CI-失電子被氧化生成Cl2,所以泡沫銀電極

為陽極，則鉗箔電極為陰極，電解質(zhì)溶液為KC1溶液，所以陰極上水電離出的

氫離子放電生成氫氣。A項,根據(jù)分析可知泡沫銀電極為陽極,應(yīng)連接電源正極，

故A錯誤；B項，鉆箔電極為陰極，水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時產(chǎn)生

大量氫氧根，所以的箔電極附近溶液pH升高，故B錯誤；C項，的箔電極的產(chǎn)

物為H2和KOH,所以陽極區(qū)生成的HC1又會反應(yīng)生成KCL初始反應(yīng)物沒有

HOC1,該物質(zhì)是陽極產(chǎn)物氯氣和水反應(yīng)生成的，據(jù)圖可知HOC1中氯元素最終

又生成了氯離子，所以該反應(yīng)的實際反應(yīng)物只有乙烯和水，最終的生成物為環(huán)氧

乙烷和氫氣，總反應(yīng)為CH2=CH「HQ一hAh+H」故C錯誤；D項，鉗箔

電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2f+2OH-,轉(zhuǎn)移Imol電子生成0.5mol氫氣，標(biāo)況下體

積為1L2L,故D正確；故選D。

3.“三室法”制備燒堿和硫酸示意圖如下，下列說法正確的是（）

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.離子交換膜A為陰離子交換膜

C.稀硫酸從c處進(jìn)，濃NaOH溶液從b處出，濃Na2s04溶液從e處進(jìn)

D.Na+和SO4?一遷移的數(shù)量和等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量

【答案】C

【解析】根據(jù)題意和裝置圖，利用“三室法”制備燒堿和硫酸，則兩個電極

一邊產(chǎn)生硫酸，一邊產(chǎn)生燒堿，e處加入的應(yīng)為硫酸鈉溶液，鈉離子與硫酸根離

子通過離子交換膜A、B向兩極移動，根據(jù)B電極上生成氧氣，即電解質(zhì)溶液中

的氧元素，由-2價變?yōu)?。價，化合價升高失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極B為

陽極，硫酸根離子通過離子交換膜B向電極B移動，陽極反應(yīng)為

+

2H2O-4e=O2T+4H,則c處加入的為稀硫酸，d處流出的為濃硫酸；電極A為陰

極，Na+透過離子交換膜A向電極A移動，a加入的為稀氫氧化鈉溶液，b流出

的為濃氫氧化鈉溶液，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2jA項，根據(jù)分析，電

極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B項，Na+透過離子交換膜A向電極A

移動，則離子交換膜A為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，稀硫酸從c處進(jìn)，

濃NaOH溶液從b處出，濃Na2s04溶液從e處進(jìn)，故C正確；D項，一個電子

帶一個單位的負(fù)電荷，Na+帶一個單位的正電荷，硫酸根離子帶兩個單位的負(fù)電

荷，Na+遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量，導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量等于硫

酸根離子遷移數(shù)量的兩倍，故D錯誤；故選C。

4.相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如圖所示裝置是利用

濃差電池電解Na2sCh溶液（a、b電極均為石墨電極），可以制得。2、%、H2SO4

和NaOH。下列說法不正確的是（）

Na,SO4溶液

____iti_____

-2L0.5moLL-^'

CuSp4j§JS,.C11SO4溶液-

陰離子交換膜離子交換膜

A.a電極的電極反應(yīng)為4H2O+4e-=2H2T+4OH-

B.c、d離子交換膜依次為陽子交換膜和陰離子交換膜

C.電池放電過程中，Cu（l）電極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

D.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得320gNaOH

【答案】D

【解析】濃差電池放電時，兩個電極區(qū)的濃度差會逐漸減小，當(dāng)兩個電極區(qū)

硫酸銅溶液的濃度完全相等時，放電停止，電池放電過程中，Cu(l)電極上發(fā)生

使CM+濃度降低的還原反應(yīng)，作正極，Cu(2)電極上發(fā)生使Cu2+濃度升高的氧

化反應(yīng)，作負(fù)極，則在右池的電解池中，a為電解池的陰極，HhO中的H+得到

電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,b為電解池的陽極，HzO中的OH-失去電子發(fā)生氧

化反應(yīng)生成02。電池從開始工作到停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液的濃度同時由

2.5mol?L"降低到負(fù)極區(qū)硫酸銅溶液同時由0.5moI<L”升到1.5

moI-L1,正極反應(yīng)可還原CM*的物質(zhì)的量為2Lx(2.5-1.5)mol,L"=2mol,電路

中轉(zhuǎn)移4moi電子，電解池的陰極生成4moiOH,即陰極區(qū)可得4moi氫氧化

鈉，其質(zhì)量為160g。A項，a為電解池的陰極，HzO中的H+得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)生成H2,電極反應(yīng)為4H2O+4e-=2H2T+4OH-,A項正確；B項，因溶液為電

中性，a電極附近產(chǎn)生了陰離子，必須讓陽離子發(fā)生移動，c為陽離子交換膜，b

電極附近陰離子減少，必須讓陰離子發(fā)生移動，d為陰離子交換膜，B項正確；

C項，Cu(l)作正極，得到電子，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,C項正確；D項，電

池從開始工作到停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液濃度同時由2.5mol-L”降到

l.Smol-L'1,負(fù)極區(qū)硫酸銅溶液同時由0.5moEL」升到1.5正極反應(yīng)可還

原CM+的物質(zhì)的量為2Lx(251.5)moM/i=2mol,電路中轉(zhuǎn)移4moi電子，電解

池的陰極生成4moiOH-,即陰極區(qū)可得4moi氫氧化鈉，其質(zhì)量為160g,D選項

錯誤；故選D。

5.高鐵酸鈉(NazFeCh)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH

溶液制備Na2FeO4,其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。

下列說法錯誤的是()

(含少量NaOH)濃NaOH溶液

A.陽極反應(yīng)式：Fe—6e-+8OH==FeOi+4H2O

B.甲溶液可循環(huán)利用

C.離子交換膜a是陰離子交換膜

D.當(dāng)電路中通過2moi電子的電量時，會有ImoIHh生成

【答案】C

【解析】A項，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe-6e+8OH-=FeOr

+4H2O,正確；B項，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和

氫氧根，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項，電解池中陽離

子向陰極移動，通過離子交換膜a的是Na+,故a為陽離子交換膜，錯誤；D項，

陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應(yīng)式為

-

2H2O+2e==H21+2OH,當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時，會有1molH2

生成，正確。

6.用惰性電極電解法制備硼酸［H3BO3或B(OH)3］的工作原理如圖所示(陽膜

和陰膜分別只允許陽離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是()

r-------------'I'H------------1

,a極力陽，膜陰.叫膜力潮

三三一3-三■二-二-原料室三三三產(chǎn)品室三二-Z三三二―

--—'―'-1-L.1_—__L_―L_

NaOHNaB(OH)4H3BO3稀硫酸

稀溶液濃溶液稀溶液

A.陰極與陽極產(chǎn)生的氣體體積比為1：2

B.b極的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-==CM+4H+

C.產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3+OIT=B(OH)1

D.每增加ImolIhBCh產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g

【答案】D

【解析】由圖可知，b電極為陽極，電解時陽極上水失電子生成02和H+,

a電極為陰極，電解時陰極上水得電子生成Hz和OH，原料室中的鈉離子通過

陽膜進(jìn)入a極室,溶液中c(NaOH)增大，原料室中B(OH)［通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，

b極室中氫離子通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，B(OH)J>H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3;a、b

-+

電極反應(yīng)式分別為2H2O+2e-=H2T+2OHT、2H2O_4e=O2T+4H,理論

上每生成Imo】產(chǎn)品，b極生成ImolH+、a極生成0.5molH2。

7.某些無公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置，進(jìn)行果品的安全生產(chǎn)，

解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問題。下列說法正確的是()

離

子

交

換

膜

A.a為直流電源的負(fù)極，與之相連的電極為陰極

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.“酸性水”具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌

D.陰極反應(yīng)式為H2O+2e-=H2T+O2-

【答案】C

【解析】由“堿性水”可推知b為直流電源的負(fù)極，a為直流電源的正極，A

項錯誤；右側(cè)生成OH,K+穿過離子交換膜移到右側(cè)，即該離子交換膜為陽離

子交換膜,B項錯誤；陽極反應(yīng)為2Cr-2e=Cl2T，C12+H2O=HC1+HC1O,

故“酸性水”中含HCIO,具有強(qiáng)氧化性，能殺菌，C項正確；水溶液中不可能存

在。2一，D項錯誤。

8.四甲基氫氧化錢KCH3)4NOH］常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化鉉

［(CH3)4NCI］為原料，采用電滲析法合成［(CH3)4NOH］,其工作原理如圖所示(a、

b為石墨電極，c、d、e為離子交換膜)，下列說法不正確的是()

NaOH

溶液

(C1I3)1NC1稀溶液NaCl濃溶液

A.N為電源正極

B.b極電極反應(yīng)式：4OH-4e=O2T+2H2O

C.c為陽離子交換膜，d、e均為陰離子交換膜

D.a、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2：1

【答案】C

【解析】以四丁基漠化鏤［(CHMNCl］為原料，采用電滲析法合成

［(CH3)4NOH］的過程中，根據(jù)第三個池中濃度變化得出：鈉離子從第四池通過e

膜，氯離子從第二池通過d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，a為陰極b為陽

極，陽極電極反應(yīng)式為4OIT-4e-=O2T+2H20。A項，a為陰極b為陽極，N為

電源正極，故A正確；B項，b為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b極電極反應(yīng)式：

4OH-4e=O2T+2H2O,故B正確；C項，鈉離子從第四池通過e膜，氯離子從

第二池通過d膜，得到c、e均為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，故C錯誤;

D項，a電極為氫離子放電生成氫氣，故電極反應(yīng)方程式為2H++2e-=H27，b電

極為氫氧根離子放電生成氧氣4OH--4e-=O2?+2H2O,標(biāo)況下制備

lmol(CH3)4NOH,轉(zhuǎn)移電子是ImoLa、b兩極產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量分別為0.5mol

和0.25moLa、b兩極均有氣體生成，同溫同壓下體積比為2:1,故D正確;

故選c。

9.利用光伏電池與膜電解法制備Ce(SO4)2溶液的裝置如下圖所示，下列

說法正確的是()

太陽光N電極

』吧…甑而

P-NttfT

.....與?芟關(guān)

P電極

A.該裝置工作時的能量形式只有兩種

B.石墨電極發(fā)生反應(yīng)：Ce4++e=Ce3+

C.該離子交換膜為陰離子交換膜，SO4z一由左池向右池遷移

D.由P電極向N電極轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，陽極室生成33.2gCe(SCh)2

【答案】D

【解析】A項，該裝置工作時的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能、電能、化學(xué)能和光

能，故A錯誤；B項，石墨是陽極，電極反應(yīng)式Ce3+e=Ce4+,故B錯誤；C

項，溶液在左側(cè)石墨電極附近電極發(fā)生反應(yīng)：Ce3+-e=Ce4+,石墨是陽極，所以

硫酸根離子移向石墨電極，離子交換膜為陰離子交換膜,SO4z-由右池向左池遷移,

故C錯誤；D項，由P電極向N電極轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，根據(jù)電極反應(yīng)：Ce3+

4+

-e=Ce,陽極室生成O.lmolCe(SO4)2,即33.2gCe(SO4)2,故D正確；故選Do

10.一種將燃料電池與電解池組合制備KMnCh的裝置如圖所示(電極甲、

乙、丙、丁均為惰性電極)。該裝置工作時，下列說法不正確的是()

陽離子交換膜補(bǔ)充氣體X陽離子交換膜

02T

甲

K2MnC）4溶液

1r

T?

c%KOH溶液6%K0H溶液

A.甲為正極，丙為陰極

B.丁極的電極反應(yīng)式為MnCh?——ei===MnO4一

C.KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：c%>a%>b%

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲電極上每消耗22.4L氣體時，理論上有4moiK+移入陰

極區(qū)

【答案】C

【解析】A項，通入氧氣的電極為電池的正極，與電源正極相連的一極為

電解池陽極，所以丙是陰極，故A正確；B項，丁是電解池陽極，MnCh?一失電

子被氧化為MnOJ,電極反應(yīng)式是MnCV--e-===MnC>4，故B正確；C項,

丙電極上的反應(yīng)是2//2。+26-=2。“-+//21，電極甲的電極反應(yīng)式是。2+

2H2O+4e-=40H~,乙電極的電極反應(yīng)式為HaDe+ZOHWIhO,根據(jù)溶液流

動方向，c%>b%>a%,故C錯誤，D項，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲電極上每消耗22.4L

氧氣時，轉(zhuǎn)移4moi電子，所以理論上有4moiK+移入陰極區(qū)，故D正確。

11.（2020?山東卷）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生

物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化。現(xiàn)以NaCI溶液模擬海水，采

用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3COO-的溶液為例）。下列說法

錯誤的是（）

+

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO+2H2O-8e-=2CO2t+7H

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1

【答案】B

【解析】據(jù)圖可知a極上CH3coO'"轉(zhuǎn)化為CO?和H+,C元素被氧化，所以

a極為該原電池的負(fù)極，則b極為正極。A項，a極為負(fù)極，CH3coeT失電子被

氧化成CO2和H+,結(jié)合電荷守恒可得電極反應(yīng)式為

+

CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2t+7H,故A正確；B項，為了實現(xiàn)海水的淡化，模

擬海水中的氯離子需要移向負(fù)極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需

要移向正極，即