專題講座（六）隔膜在電化學(xué)的作用第一部分：高考真題感悟1．（2020·海南·高考真題）某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是A．電池可用于乙醛的制備B．b電極為正極C．電池工作時(shí)，a電極附近pH降低D．a(chǎn)電極的反應(yīng)式為O2+4e--4H+=2H2O2．（2020·山東·高考真題）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(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl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(cuò)誤的是A．負(fù)極反應(yīng)為B．隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:13．（2020·山東·高考真題）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(cuò)誤的是A．陽(yáng)極反應(yīng)為B．電解一段時(shí)間后，陽(yáng)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(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量4．（2021·天津·高考真題）如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時(shí)間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)5．（2022·山東·高考真題）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成，將廢舊鋰離子電池的正極材料轉(zhuǎn)化為，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C．乙室電極反應(yīng)式為D．若甲室減少，乙室增加，則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移第二部分：最新模擬精練完卷時(shí)間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12*5分）1．（2022·廣西柳州·模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法正確的是A．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)pH升高B．放電時(shí)，1mol轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4molC．充電時(shí)，Zn電極連電源正極D．充電時(shí)，產(chǎn)生22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，生成的Zn為130g2．（2022·廣西玉林·一模）水是魚類賴以生存的環(huán)境，較好的水質(zhì)能減少魚類疾病的發(fā)生，更有利于魚類的生長(zhǎng)和生存。世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會(huì)網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是A．Y為電源的正極B．陰極反應(yīng)式為2+10e-+12H+=N2↑+6H2OC．將該裝置放置于高溫下，可以提高其凈化效率D．若BOD為葡萄糖(C6Hl2O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時(shí)，理論上電極上流出22mole-3．（2022·河南河南·二模）天津大學(xué)某科研團(tuán)隊(duì)利用電解原理，實(shí)現(xiàn)了兩電極體系中甲酸和辛腈的高選擇性合成，其工作原理如下圖所示。下列說法正確的是注：不考慮電極的副反應(yīng)。A．Ni2P電極與直流電源的負(fù)極相連B．通電一段時(shí)間后，In/In2O3-x電極附近溶液的pH不變C．工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子陰極室和陽(yáng)極室中溶液的質(zhì)量變化相差46gD．理論上整個(gè)反應(yīng)過程的原子利用率為100%4．（2022·江西江西·模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)學(xué)者開發(fā)了一種新型高效電解析氫(HER)催化劑，大幅降低了電解所需的電壓，同時(shí)可將氣體變廢為寶。其工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．Y電極可選擇鐵B．X的電極反應(yīng)式為C．吸收的反應(yīng)的離子方程式為D．當(dāng)回收32t硫時(shí)，理論上有通過M由a流向b5．（2022·河南開封·一模）K-O2電池結(jié)構(gòu)如圖所示，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀。關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是A．正極反應(yīng)式為O2+2e—+K+=KO2B．隔膜允許K+通過，不允許O2通過C．放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極D．用此電池電解CuCl2溶液，理論上消耗3.9gK時(shí)，產(chǎn)生3.2gCu6．（2022·河南焦作·一模）磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池因特別適于作動(dòng)力方面的應(yīng)用，故稱作磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時(shí)總反應(yīng)是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，下列說法中錯(cuò)誤的是A．LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連B．聚合物隔膜將正、負(fù)極隔開，可使電子通過C．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4D．放電時(shí)，Li+從負(fù)極移向正極7．（2022·安徽池州·模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)科學(xué)家最近研發(fā)出一種新型納米硅鋰電池，可反復(fù)充電3萬次，電池容量只衰減了不到10%。電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xTiO2+LixSiLiTiO2+Si。下列說法錯(cuò)誤的是A．電池放電時(shí)，Li+由N極移向M極B．電池放電時(shí)，電池正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xTiO2+xLi++xe-=LiTiO2C．精制的飽和食鹽水通入陽(yáng)極室D．負(fù)極質(zhì)量減輕7g時(shí)，理論上最多可制得40gNaOH8．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）“四室電滲析法”可用來制備某些化工產(chǎn)品，原理如圖所示，陽(yáng)極室中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，陰極室中電解質(zhì)溶液為稀NaOH溶液。下列說法正確的是A．陰極材料起導(dǎo)電作用，也可以換成銅、鐵、鋁鋰等金屬材料B．若原料室加入濃NaI溶液，產(chǎn)品室每得到1molHI，陽(yáng)極室溶液減少9gC．該裝置的優(yōu)點(diǎn)之一為電解后在陰極一定可以得到較濃的氫氧化鈉溶液D．若原料室加入濃NaH2PO2溶液，陽(yáng)極室電解質(zhì)溶液用H3PO2溶液代替稀硫酸，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室間的陽(yáng)膜，會(huì)更有利于制備H3PO29．（2022·吉林吉林·模擬預(yù)測(cè)）利用如圖HCOOH燃料電池裝置，獲得電能的同時(shí)還可以得到KHCO3、K2SO4。下列說法錯(cuò)誤的是A．通入O2的電極為電池正極B．放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)X為H2SO4C．負(fù)極電極反應(yīng)式為HCOO-＋2OH-_2e-=HCO＋H2OD．每生成1molKHCO3，有1molK＋通過陽(yáng)離子膜10．（2022·陜西·西安中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采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)作用下分別向兩極遷移。下列說法不正確的是A．鉛電極連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．陽(yáng)極區(qū)，Br2是氧化劑，把乙二醛氧化成乙醛酸C．雙極膜中間層中的OH-在外電場(chǎng)作用下向石墨電極方向遷移D．外電路中遷移2mol電子，理論上能制得2mol乙醛酸11．（2022·湖北·華中師大一附中模擬預(yù)測(cè)）利用硫酸錳溶液可通過離子交換膜組合工藝獲得Mn、、，原理如圖所示：下列說法中正確的是A．交換膜a為陰離子交換膜B．陽(yáng)極電極反應(yīng)式為C．陰極區(qū)若pH過低，則錳的產(chǎn)率降低，此時(shí)陰極副產(chǎn)物為D．電解過程中，每有0.2NA個(gè)電子通過，可產(chǎn)生12．（2022·寧夏石嘴山·模擬預(yù)測(cè)）電滲析法是海水淡化的常用方法之一、一種利用微生物對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行處理的電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置在廢水處理的同時(shí)還可以進(jìn)行海水淡化。下列說法正確的是A．該裝置工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，M為正極B．X為陰離子交換膜，Y為陽(yáng)離子交換膜C．M極電極反應(yīng)式為CH3CHO+10OH--10e-=2CO2↑+7H2OD．當(dāng)有1molNa+通過離子交換膜時(shí)，N極消耗的空氣體積約為26.7L二、主觀題（共3小題，共40分）13．（2020·河北·磁縣第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）（14分）鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國(guó)家損失大量資金。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的正極電極反應(yīng)式為：_____________(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖①所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。A．銅

B．鈉

C．鋅

D．石墨(3)圖②所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的__________極。(4)鋼鐵的防護(hù)除了用電化學(xué)保護(hù)方法之外，在鋼鐵制品表面鍍銅也可以有效地防止其腐蝕，電鍍的裝置如圖所示：①電鍍裝置圖的“直流電源”中，______填“a”或“b”是正極。Fe電極反應(yīng)式為_________；②接通電源前，裝置圖中的銅、鐵兩個(gè)電極質(zhì)量相等，電鍍完成后，將兩個(gè)電極取出，用水小心沖洗干凈、烘干，然后稱量，二者質(zhì)量之差為5.12g，由此計(jì)算電鍍過程中電路中通過電子的物質(zhì)的量為________。③上述鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕。請(qǐng)簡(jiǎn)要說明鍍銅鐵鍍件破損后，鐵更容易被腐蝕的原因：______。14．（2021·北京·模擬預(yù)測(cè)）（12分）回答下列問題(1)氫碘酸也可以用“電解法”制備，裝置如圖所示。其中雙極膜(BPM)是陰、陽(yáng)復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH-；AB為離子交換膜。①B膜最佳應(yīng)選擇___________。②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是___________。③少量的I－因濃度差通過BPM膜，若撤去A膜，其缺點(diǎn)是___________。(2)利用電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)可以在電解槽中持續(xù)產(chǎn)生·OH，使處理含苯酚(C6H5OH)廢水更加高效，裝置如下圖所示。已知a極主要發(fā)生的反應(yīng)是O2生成H2O2，然后在電解液中產(chǎn)生·OH并迅速與苯酚反應(yīng)。①b極連接電源的___________極(填“正”或“負(fù)”)。②a極的電極反應(yīng)式為___________。③除電極反應(yīng)外，電解液中主要發(fā)生的反應(yīng)方程式有___________。15．（2022·重慶·三模）（14分）回答下列問題：(1)我國(guó)某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種電解裝置，將CO2和NaCl高效轉(zhuǎn)化為CO和NaClO，原理如圖1所示：通入CO2氣體的一極為_______(填“陰極”、“陽(yáng)極”、“正極”或“負(fù)極”)，寫出該極的電極反應(yīng)式：_______。(2)全釩液流電池是利用不同價(jià)態(tài)的含釩離子在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)，其電池結(jié)