2024届高考化学一轮复习 课时分层作业35　多池串联与“隔膜”电化学装置 （含答案）

这是一份2024届高考化学一轮复习 课时分层作业35　多池串联与“隔膜”电化学装置 （含答案），共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(三十五)　多池串联与“隔膜”电化学装置一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)1．某实验小组用石墨作电极进行如下实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。下列说法中错误的是(　　)A．a极为阴极，发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．b极为阳极，涉及的反应有2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋H2O⥫⥬HCl＋HClOC．电解过程中，a点电势低于c点电势，所以电子由a点移向c点D．c处发生反应Fe－2e－===Fe2+2．(2022·石家庄模拟)NaBH4燃料电池具有电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．离子交换膜应为阳离子交换膜，Na＋由左极室向右极室迁移B．该燃料电池的负极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2OC．电解池中的电解质溶液可以选择CuSO4溶液D．每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极的质量减轻12.8 g3．(2022·石家庄模拟)1，5­戊二胺()是生物法制备尼龙材料的重要原料，利用双极膜(BPM)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5­戊二胺硫酸盐(含和SO)转换为1，5­戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．a极的电势比b极的低B．m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜C．电解过程中，H2SO4极室溶液的pH逐渐减小D．b极区每生成11.2 L气体(标准状况)，理论上可生成2 mol 1，5­戊二胺4．(2022·海口模拟)我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．催化电极b与电源正极相连B．电解时催化电极a附近的pH增大C．电解时阴离子透过交换膜向b极迁移D．生成的甘油醛与合成气的物质的量相等5．(2022·武汉模拟)工业上利用电渗析法制取次磷酸钴[Co(H2PO2)2]的原理如图所示：已知：Co(H2PO2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，可实现化学镀钴。下列说法正确的是(　　)A．a为电源的负极B．阳极的电极反应：Co－2e－＋2H2PO===Co(H2PO2)2　C．膜Ⅰ与膜Ⅳ均为阳离子交换膜D．Co(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中可能发生反应：Co2+＋H2PO＋3OH－===Co＋HPO＋2H2O6．(2022·济南模拟)采用电渗析法可以从含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的废水中回收NH3·H2O和H3PO4，电解装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A．X电极应连电源的正极B．M口处回收产生的浓氨水C．隔膜ab为阳离子交换膜，隔膜cd为阴离子交换膜D．电解一段时间后，产生的NH3·H2O和H3PO4的物质的量相等7．工业上常采用电渗析法从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的废水中提取化工产品葡萄糖酸(GCOOH)和烧碱，模拟装置如图所示(电极均为石墨)。下列说法错误的是(　　)A．交换膜1、2分别为阴离子交换膜、阳离子交换膜B．a极为阴极，b极上发生氧化反应C．一段时间后，a、b极上产生气体的质量之比为8∶1D．电路中通过1 mol电子时，理论上回收40 g NaOH8．(2022·杭州模拟)实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染的装置如图所示，电解过程中Fe电极附近有N2产生。下列说法不正确的是(　　)A．电解过程中，装置A中Fe电极附近溶液颜色变化为无色→黄色→浅绿色B．b电极的电极反应式：2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2OC．装置B的中间室中的Na＋移向右室，Cl－移向左室D．1 mol甲醇参加反应时，整个装置能产生0.6 mol N2二、非选择题9．(2022·沧州检测)采用电化学方法以SO2和Na2SO3为原料制取硫酸的装置如图所示(A、B为多孔石墨电极，C、D为惰性电极)。甲　　　　　　　　　　　乙请回答：(1)甲为________(填“原电池”或“电解池”)。(2)A、C电极的电极反应式分别为___________________________________________________________________________________________________________、____________________________________________________________________。(3)膜2为________离子交换膜，X为________。(4)用该装置制取1 mol H2SO4，需消耗O2________ mol。　    课时分层作业（三十五）1．C　[A.该电解池中，a、d作阴极，而b、c作阳极，所以a是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；B.b极为阳极，b处氯离子放电生成氯气，氯气和水能发生反应生成HCl、HClO，涉及的反应有2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋H2O⥫⥬HCl＋HClO，故B正确；C.该电解池中，a、d作阴极，而b、c作阳极，电流从电势高的地方流向电势低的地方，由此a点电势低于c点电势，但电子不能通过溶液，不能由a点移向c点，故C错误；D.c为阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2+，故D正确。]2．D　[根据图示可推知左池中左侧电极为负极，电极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，右侧电极为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；右池中A为阳极，B为阴极。精炼铜时，A为粗铜，溶解的不只是Cu，还可能有其他金属，减轻质量不一定为12.8 g，D错误。]3．D　[根据工作原理图，可知生物发酵液中通过m膜进入产品室，a极附近BPM中的OH－进入产品室，两者发生反应生成1，5­戊二胺，则a极为阴极，发生反应2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阴极的电势比阳极的低，A项正确；生物发酵液中的通过m膜进入产品室，则m膜为阳离子交换膜，b极为阳极，则生物发酵液中的SO通过n膜进入H2SO4室，则n膜为阴离子交换膜，B项正确；b极为阳极，b极附近BPM中的H＋进入H2SO4室，使溶液pH逐渐减小，C项正确；b极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，则b极区每生成11.2 L气体（标准状况），转移电子的物质的量为2 mol，有1 mol 进入产品室，可生成1 mol 1，5­戊二胺，D项错误。]4．D　[根据图示，催化电极b上发生还原反应：2CO2＋2e－===CO＋CO，H2O＋2e－＋CO2===H2＋CO，则电极b为阴极，与电源负极相连，A项错误；催化电极a上发生氧化反应：C3H8O3－2e－===C3H6O3＋2H＋，电极a周围c(H＋)增大，pH减小，B项错误；电极a为阳极，电极b为阴极，电解时阴离子透过阴离子交换膜向阳极a极迁移，C项错误；由阳极反应，生成1 mol甘油醛转移2 mol电子，由阴极反应，生成1 mol合成气转移2 mol电子，根据电解时各电极上转移电子数相同，则阳极生成的甘油醛与阴极生成的合成气的物质的量相等，D项正确。]5．CD　[以金属钴和次磷酸钠为原料，采用电渗析法制备次磷酸钴，原料室中H2PO通过膜Ⅲ、膜Ⅱ进入产品室，则膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜，M为阳极，阳极上Co失去电子生成Co2+，Co2+通过膜Ⅰ进入产品室；N为阴极，阴极上H2O得到电子生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。a为电源的正极，A项错误；M为阳极，阳极反应为Co－2e－===Co2+，Co2+通过膜Ⅰ进入产品室，发生反应：Co2+＋2H2PO===Co(H2PO2)2，B项错误。]6．C　[由图示可知，左侧电极室通入稀氨水，说明左侧电极室的产品为NH3·H2O，则废水中的NH通过隔膜ab进入左侧电极室，发生反应NH＋OH－===NH3·H2O，故隔膜ab为阳离子交换膜，X电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则X电极为阴极，与电源的负极相连，右侧电极室的产品为H3PO4，废水中的H2PO、HPO经过隔膜cd进入右侧电极室，与H＋结合形成H3PO4，故隔膜cd为阴离子交换膜，Y电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。]7．AC　[根据图示知，a极区氢氧化钠溶液浓度增大，说明生成了NaOH，钠离子向a极区迁移，a极为阴极，交换膜1为阳离子交换膜，b极区生成GCOOH，说明GCOO－向b极区迁移，b极为阳极，交换膜2为阴离子交换膜，A项错误；a极为阴极，b极为阳极，b极上发生氧化反应，B项正确；a极反应为4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，b极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，a、b极上产生气体的质量之比为1∶8，C项错误；转移1 mol电子，理论上回收1 mol NaOH，质量为40 g，D项正确。]8．AD　[根据题意，装置A是电解池，装置B是原电池。装置B中b电极上NO得电子转化为N2，b电极为正极，则a电极为负极，进而推知装置A中Fe电极是阳极。A项，电解过程中，装置A中Fe电极发生的反应为Fe－2e－===Fe2+，然后Fe2+和NO发生反应2NO＋8H＋＋6Fe2+===N2↑＋6Fe3+＋4H2O，Fe电极附近溶液颜色变化为无色→浅绿色→黄色，错误；B项，b电极为正极，正极上NO得电子生成N2，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，正确；C项，根据原电池中离子移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正确；D项，a电极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，1 mol CH3OH参加反应时，装置B中能产生0.6 mol N2，电路中通过6 mol电子，装置A中能产生0.5 mol N2，整个装置共产生1.1 mol N2，错误。]9．解析：根据装置图可知，左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，“膜2”右侧逸出H2，则D为阴极，电极反应为2HSO＋2e－===H2↑＋2SO，则电解装置中中间室内的Na＋穿过“膜2”进入右室，故X为Na2SO3，膜2为阳离子交换膜，C为阳极，电极反应为HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋。(4)两池中均生成H2SO4，且二者生成的H2SO4的量相同，且为0.5 mol，故两池中转移的电子的物质的量均为1 mol，n(O2)＝0.25 mol。答案：(1)原电池　(2)SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋　HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋　(3)阳　Na2SO3　(4)0.25