第三板块 作业(三) 重难点强化 ——与工业生产接轨的含“膜”电化学装置（Word练习）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材Ⅱ 山东专用）

第三板块 作业（三） 重难点强化 ——与工业生产接轨的含“膜”电化学装置 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·贵州省三模)水系金属燃料电池具有较高的理论容量，常用于大型储能场景。一种水系锌—空气电池(ZAB)原理如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．隔膜为阳离子交换膜 B．该电池具有高安全性、原料丰富等优点 C．放电时，正极发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．充电时，当电路中转移2 mol电子理论上产生65 g Zn 解析：选A　由题图可知，左侧电极Zn失去电子生成ZnO，为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，则右侧电极为正极，O2得到电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，则右侧生成的OH－经过阴离子交换膜进入负极，以此解答。由分析可知，隔膜为阴离子交换膜，故A错误；锌—空气电池(ZAB)采用碱性水系电解质，以金属锌和空气为电极，其理论能量密度高、成本低、安全性好，故B正确；放电时，O2在正极得到电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C正确；充电时，阴极电极反应式为ZnO＋H2O＋2e－===Zn＋2OH－，当电路中转移2 mol电子理论上产生1 mol Zn，质量为65 g，故D正确。 3．(2023·南通市通州区期末)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。 4．(2023·怀化市二模)利用催化剂和电化学装置还原氮气的一种原理如图所示。下列相关说法错误的是(　 ) A．B电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．H＋经过质子交换膜移向A电极 C．POM2在催化剂表面转化为POM1的反应为氧化反应 D．生成1 mol O2理论上可还原33.6 L N2(标准状况) 解析：选D　根据图示分析可知，H2O在B电极失电子发生氧化反应生成氧气，则B电极为电解池阳极，连接电源正极，A电极为电解池阴极，连接电源负极，以此解答。B电极为电解池阳极，H2O在B电极失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故A正确；由分析可知，A电极为电解池阴极，B电极为电解池阳极，根据离子迁移规律，氢离子由阳极移向阴极，即由B电极经过质子交换膜移向A电极，B正确；由分析可知，A电极为电解池阴极，电解液中POM1得电子转化为POM2的过程为还原反应，则POM2在催化剂表面转化为POM1的反应为氧化反应，C正确；B电极反应式为2H2O