微课精练(16) 交换膜在电化学装置中的应用（Word练习）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（老教材）

微课精练（16） 交换膜在电化学装置中的应用 1．为实现碳中和，可通过电解法用CO2制备C2H4，电解装置如图，下列说法不正确的是(　 ) A．玻碳电极为阳极，发生氧化反应 B．铂电极的电极反应：2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O C．制得28 g C2H4时，产生32 g O2 D．电解一段时间后，右池中溶液的pH可能不变 解析：选C　H2O在玻碳电极上失去电子生成O2，则玻碳电极为阳极，发生氧化反应，故A正确；铂电极为阴极，CO2得到电子生成C2H4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O，故B正确；由电极反应式：2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O和阳极电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋可知，制得28 g即1 mol C2H4时转移12 mol电子，此时产生3 mol O2，质量为3 mol×32 g·mol－1＝96 g，故C错误；由阳极电极反应式可知，阳极消耗水的同时产生H＋，产生的H＋通过质子交换膜进入阴极，若阴极产生的水能够进入阳极，则电解一段时间后，右池中溶液的pH可能不变，故D正确。 2．(2023·自贡期末)钠离子电池是利用Na＋在电极之间“嵌脱”实现充放电(原理如图所示)，工作时总反应为NaxMO2＋nCNax－yMO2＋NayCn(M为一种过渡元素)。下列说法正确的是(　 ) A．放电时，Na＋由Y极通过交换膜移向X极 B．放电时，正极反应式为NaxMO2－yNa＋＋ye－===Nax－yMO2 C．充电时，过渡元素M发生氧化反应 D．用铅酸蓄电池对该钠离子电池充电，铅酸蓄电池中每消耗20.7 g铅，钠离子电池正极区域质量减少4.6 g 解析：选D　放电时M元素化合价升高，故X极为负极，Y极为正极；充电时X极为阴极，Y极为阳极，据此解答。放电时，阳离子向正极移动，故Na＋由X极通过交换膜移向Y极，A错误；放电时，正极反应式为yNa＋＋ye－＋nC===NayCn，B错误；充电时，X极为阴极，过渡元素M的化合价降低，被还原，C错误；铅酸蓄电池放电时，负极发生反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4，每消耗20.7 g(0.1 mol)铅转移0.2 mol电子，钠离子电池正极区域发生失电子的氧化反应：NayCn－ye－===yNa＋＋nC，因此钠离子电池正极区域质量减少4.6 g，D正确。 3．(2023·芜湖市第十二中学摸底)联合国确定2022年“世界水日”的宣传主题为“珍惜地下水，珍视隐藏的资源”。最近文献报道的一种可用于修复被NO污染的地下水的模拟装置示意图如下： 下列说法错误的是(　 ) A．装置将化学能转变为电能 B．装置工作时，质子从甲池进入乙池 C．1 mol C6H12O6完全转化为CO2，转移12 mol e－ D．乙池发生的电极反应为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O 解析：选C　该装置是原电池，将化学能转变为电能，A正确；乙池中：NO―→N2，发生得电子的还原反应，为正极，发生的电极反应为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则甲池为负极，原电池中阳离子由负极移向正极，则装置工作时，质子从甲池进入乙池，B、D正确；1 mol C6H12O6完全转化为CO2，转移24 mol e－，C错误。 4．微生物脱盐电池既可以处理废水中和铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是(　 ) A．电极a为正极，该电极上发生还原反应 B．X离子交换膜为阳离子交换膜，Y离子交换膜为阴离子交换膜 C．电极b上，每生成标况下2.24 L N2，电路中转移0.6 mol电子 D．电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为1∶2 解析：选C　该装置为原电池，有机废水中的CH3COOH发生失电子的氧化反应生成CO2，则电极a为负极，负极反应式为CH3COOH＋2H2O－8e－===2CO2↑＋8H＋，电极b为正极，NO得电子生成N2，正极反应式为2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即海水中的Na＋通过阳离子交换膜移向b极、Cl－通过阴离子交换膜移向a极，可实现海水淡化，则X离子交换膜为阴离子交换膜，Y离子交换膜为阳离子交换膜，据此分析解答。电极b为正极，正极反应式为2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，则n(e－)＝6n(N2)＝6×＝0.6 mol，故C正确；由正、负极反应式知，若转移24 mol e－电子时负极得到6 mol CO2、正极得到4 mol N2，电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为