(配套教参)第六章 专项提能特训(16) 电化学原理在生活、生产中的应用-【高考领航】2024高考化学大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

专项提能特训(16)　电化学原理在生活、生产中的应用 1．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．N室中硝酸溶液浓度a%>b% B．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．M、N室分别产生氧气和氢气 D．产品室发生的反应为NH＋OH－===NH3·H2O 解析：D　由图可知，电解时M室中石墨电极为阴极，阴极上水得电子生成H2和OH－，反应式为：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，原料室中的铵根离子通过b膜进入产品室，产品室中OH－和NH反应生成NH3·H2O。N室中石墨为阳极，阳极上水失电子生成O2和H＋，反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，原料室中的硝酸根离子通过C膜进入N室，N室中生成HNO3，因此N室中硝酸溶液浓度a%<b%，故A错误；由题干分析可知a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，故B错误；M、N室分别产生氢气和氧气，故C错误；产品室发生的反应为NH＋OH－===NH3·H2O，故D正确。 2.氮肥厂的废水中氮元素以NH3·H2O、NH3和NH的形式存在，对氨氮废水进行无害化处理已成为全球科学研究热点。研究表明，以碳材料为阴极，O2可在阴极生成H2O2，并进一步生成氧化性更强的·OH，·OH可以将水中氨氮氧化为N2。阴极区加入Fe2＋可进一步提高氨氮的去除率，原理如图所示。则下列说法不正确的是(　　) A．·OH的电子式为 B．·OH去除氨气的化学方程式为6·OH＋2NH3===N2＋6H2O C．O2在阴极生成H2O2的电极反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2 D．阴极区加入Fe2＋可进一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe3＋起催化剂作用 解析：D　·OH的电子式为，有9个电子，A正确；·OH可以将水中氨氮氧化为N2，因此·OH去除氨气的化学方程式为6·OH＋2NH3===N2＋6H2O，B正确；以碳材料为阴极，O2可在阴极生成H2O2，因此O2在阴极生成H2O2的电极反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C正确；阴极区加入Fe2＋可进一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe2＋起催化剂作用，Fe3＋是中间产物，D错误。 3．用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理示意如图所示，质子膜允许H＋和H2O通过。有关说法正确的是(　　) A．电极Ⅰ为电解池的负极，吸收塔反应为2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO B．电解池中的质子运动方向是：左室→质子膜→右室 C．电极Ⅱ发生的反应为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ D．吸收塔中每处理1 mol NO则右室会生成11.2 L的O2 解析：C　电极Ⅰ中HSO→S2O得到电子发生还原反应，故为阴极，电解池中没有负极，A错误；电极Ⅰ是阴极，电极Ⅱ是阳极，电解池中阳离子向阴极移动，所以质子的移动方向是：右室→质子膜→左室，B错误；电极Ⅱ是阳极，发生的反应为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C正确；吸收塔中处理1 mol NO，转移电子数为2 mol，则生成O2为0.5 mol，标准状况下为11.2 L，但选项没有注明温度和压强，D错误。 4．甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置。利用甲、乙两装置，对冶金硅(Cu-Si作硅源)进行电解精炼制备高纯硅。 甲 乙 下列说法正确的是(　　) A．电极M与a相连 B．液态Cu-Si合金作阳极，固体硅作阴极 C．废水中尿素的含量不会影响硅提纯速率 D．M电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋ 解析：D　电极M与b相连，故A错误。a与电极N相连，液态Cu-Si合金作阳极；固体硅不导电，所以不能作阴极，故B错误。废水中尿素含量不同，电流强度不同，单位时间内转移的电子数不同，会影响硅提纯的速率，故C错误。CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－ 6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，故D正确。 5．(2022·河北石家庄3月一测)1，5-戊二胺是制备尼龙的重要原料，利用双极膜(BPM)电渗析技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和SO)转化为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．a极的电势比b极的低 B．m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜 C．电解过程中，Ⅳ室溶液的pH逐渐减小 D．b极区每生成11.2 L气体(标准状况)，理论上可生成2 mol 1，5-戊二胺 解析：D　第一步：看明白是什么池。该题图为电解池。 第二步：分清楚是什么极。要在Ⅱ室得到产品，得穿过m膜，则m膜为阳离子交换膜，根据电荷守恒，双极膜中的OH