内容正文:
增分微练(七) 新型化学电源 离子交换膜的应用
选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是( )
A.a电极是该电池的正极
B.电池工作时,电流由a电极沿导线流向b电极
C.b电极上发生还原反应
D.H+由右室通过质子交换膜进入左室
2.中国科学院研发了一种新型钾电池,有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液,其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2KC14H10+xMnFe(CN)62K1-xC14H10+xK2MnFe(CN)6。下列说法正确的是( )
A.放电时,电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极B
B.充电时,电极A质量增加,电极B质量减少
C.放电时,CF3SO3K溶液的浓度变大
D.充电时,阳极反应为K2MnFe(CN)6-2e-2K++MnFe(CN)6
3.海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
4.我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池,其工作原理如图所示。已知电池反应为Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列说法错误的是( )
A.电池放电过程中,NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势
B.电池放电时,正极发生反应:Na1-xMnO2+xNa++xe-NaMnO2
C.电池充电时,外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极
D.电池充电时,Na+由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极
5.(2025·沧州模拟)由辛二腈[CN(CH2)6CN]制备巴豆腈(2⁃丁烯腈,即CH3CHCHCN,非气态)的原理如图所示,下列说法正确的是( )
已知:电流效率=×100%。
A.催化电极a与电源负极相连,电势:催化电极a<催化电极b
B.电子移动方向:催化电极a→电源→催化电极b→阴离子交换膜→催化电极a
C.催化电极b上发生反应:2HC+2e-H2↑+2C
D.若催化电极b上生成7 mol气体时,催化电极a生成15 mol气体,则电流效率约为93%
6.某科学家发现了一种高效、清洁、选择性地将乙烯转化为环氧乙烷()的电解装置,如图所示。
已知:+OH-+Cl-+H2O。
下列说法正确的是( )
A.物质Z是
B.工作时,X极附近溶液的pH增大
C.Y极为阴极,离子交换膜应为阳离子交换膜
D.制备的总反应式为C2H4+H2O+H2↑
7.科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图所示)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的pH减小
C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.每生成1 mol Cl2,理论上电极a质量增加23 g
8.我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1
9.(2025·绵阳模拟)以锂硫电池(电池的总反应为2Li+xSLi2Sx)为电源,电解含(NH4)2SO4的废水制备硫酸和化肥的原理如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是( )
A.a为锂硫电池的负极
B.电解池中膜2是阳离子交换膜
C.锂硫电池每消耗2.8 g锂,理论上M室产生1.12 L气体(标准状况)
D.电解一段时间后,原料室中溶液的pH会下降
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