专题微课4.2 提知能—新型化学电源和电解原理的应用-【创新教程】2024高考化学总复习大二轮专题增分方案课时作业word（新教材）

专题强化练十七　新型化学电源和电解原理的应用 1．(2022·浙江6月选考，21)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确　的是(　　) A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋ C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 解析：C　[A.由电解示意图可知，电极B上Mn2＋转化成了MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；B.由电解示意图可知，电极B上Mn2＋失电子转化为了MnO2，电极反应式为：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋，B正确；C.电极A为阴极， LiMn2O4得电子，电极反应式为：2LiMn2O4＋6e－＋16H＋===2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反应生成了Mn2＋，Mn2＋浓度增大，C错误；D.电解池总反应为：2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确；答案选C。] 2．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成的。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。如图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是(　　) A．出口2的产物为HBr溶液 B．出口5的产物为H2SO4溶液 C．Br－可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 解析：D　[电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Na＋向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2的产物为NaOH溶液，A错误；溶液中的Br－向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口4的产物为HBr溶液，钠离子不能通过双极膜，故出口5不是H2SO4溶液，B错误；Br－不能通过双极膜，即Br－不会从盐室进入阳极液中，C错误；电解池阴极发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，D正确。] 3．(2023·湖北省八市高三联考)熔融钠­硫电池以钠和硫分别作电池两极的活性物质，以固态β­Al2O3陶瓷作隔膜和电解质。如图用铅酸蓄电池给熔融钠­硫电池充电，已知铅酸蓄电池工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列说法错误的是(　　) A．铅酸蓄电池工作时，b极附近溶液pH变大 B．熔融钠­硫电池的反应是Na2Sx2Na＋xS C．充电时，Na＋通过β­Al2O3向熔融钠的方向移动 D．充电时，每转移1 mol e－，生成16 g硫 解析：D　[熔融钠­硫电池中钠比较活泼为负极、硫为正极；由图可知，b连接熔融钠­硫电池的右侧，则b为铅酸蓄电池的正极，工作时b极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，反应消耗氢离子，附近溶液pH变大，A正确；熔融钠­硫电池放电时钠失去电子生成钠离子，充电时钠离子得到电子生成钠，反应是Na2Sx2Na＋xS，B正确；充电时，阳离子向阴极移动，故Na＋通过β­Al2O3向熔融钠的方向移动，C正确；充电时，阳极反应为Na2Sx－2e－===2Na＋＋xS，则每转移1 mol e－，生成16x g硫，D错误。 4．(2023·广东统考一模)我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．放电时，M为正极 B．放电时，N极发生的电极反应为Br－＋2Cl－－2e－===BrCl C．充电时，每生成1 mol TiO2＋，有2 mol H＋穿过质子交换膜进入N极室 D．充电时，总反应为2Ti3＋＋BrCl＋2H2O===2TiO2＋＋Br－＋2Cl－＋4H＋ 解析：C　[从图中可以看出，放电时，M极TiO2＋→Ti3＋，Ti由＋4价降低为＋3价，则M极为正极，N极Br－→BrCl，Br由－1价升高到＋1价，则N极为负极。A.由分析可知，放电时，M为正极，A正确；B.放电时，N极为负极，Br－失电子产物与电解质反应生成BaCl，发生的电极反应为Br－＋2Cl－－2e－===BrCl，B正确；C.充电时，M极为阳极，发生反应Ti3＋－e－＋H2O===TiO2＋＋2H＋，依据电荷守恒，每生成1