备考2024届高考化学一轮复习强化训练第六章化学反应与能量变化第7讲电解池工作原理的新型应用

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下列说法不正确的是（ C ）
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3－的水解程度大于HCO3－的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为SO32－＋CO2＋H2O电解 HCOOH＋SO42－
解析 SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，SO2＋H2OH2SO3、 2H2SO3＋O22H2SO4，A正确；装置a中的溶液为NaHCO3溶液，溶液显碱性，说明HCO3－的水解程度大于电离程度，B正确；装置a中NaHCO3溶液和SO2反应生成亚硫酸钠和CO2，NaHCO3溶液和CO2不反应，C错误；由图可知，电解池的阴极反应为CO2＋2e－＋2H＋HCOOH，阳极反应为SO32－－2e－＋2OH－SO42－＋H2O，阴、阳极反应相加可得总反应，D正确。
2.[海水直接制备氢气][2023湖北]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xml·h－1。下列说法错误的是（ D ）
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2xml·h－1
解析 根据图示，b电极与电源负极相连，为阴极，结合题干信息可知，阴极反应式为2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，A正确；该装置工作时阳极无氯气产生，则阳极反应式为4OH－－4e－2H2O＋O2↑，又阳极KOH溶液的浓度不变，则需要OH－由阴极移向阳极，故离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；动能高的水分子可以穿过PTFE膜，C正确；由阴、阳极反应式可知，电解总反应式为2H2O电解2H2↑＋O2↑，电解生成氢气的速率为xml·h－1，则海水为电解池补水的速率也为xml·h－1，D错误。
3.[电解处理废烟气][2021辽宁]利用（Q）与（QH2）电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是（ C ）
A.a为电源负极
B.溶液中Q的物质的量保持不变
C.CO2在M极被还原
D.分离出的CO2从出口2排出
解析
根据上述分析知，M极为阴极，则a为电源负极，A项正确；结合阴极和阳极反应可知，整个电解过程中溶液中Q的物质的量保持不变，B项正确；M极通入的烟气中的CO2能与OH－反应生成HCO3－，HCO3－移向阳极（N极），与H＋反应生成CO2，从而实现CO2的分离，分离出的CO2从出口2排出，整个过程中CO2中各元素化合价保持不变，C项错误，D项正确。
4.[物质制备]（1）[2023北京]近年研究发现，电催化CO2和含氮物质（NO3－等）在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成 CO（NH2）2，电解原理如图所示。
①电极b是电解池的 阳 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 2NO3－＋16e－＋CO2＋18H＋ CO（NH2）2＋7H2O 。
（2）[浙江高考]以四甲基氯化铵[（CH3）4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[（CH3）4NOH]，装置如图所示。
①收集到（CH3）4NOH的区域是 d （填a、b、c或d）。
②写出电池总反应 2（CH3）4NCl＋2H2O电解2（CH3）4NOH＋H2↑＋Cl2↑ 。
解析 （1）①电极b上H2O失电子发生氧化反应生成O2，电极b是电解池的阳极。②电极a上硝酸根离子得电子发生还原反应生成尿素，再结合电解液环境（酸性）、电荷守恒、原子守恒可写出电极反应式。（2）①根据题给信息及题图，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－Cl2↑；根据阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以收集到（CH3）4NOH的区域是d。②根据题意，参与电极反应的物质实际上是（CH3）4NCl和水，产物是（CH3）4NOH、Cl2和H2，由此可写出电池总反应为2（CH3）4NCl＋2H2O电解2（CH3）4NOH＋H2↑＋Cl2↑。