高考化学专项小练电化学

电化学1．2019年诺贝尔化学奖授予了约翰古迪纳夫等三位科学家，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi++Li1-xMn2O4eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放电),\s\do4(===))),\s\do7(充电))LiMn2O4，某手机镍氢电池的总反应为：NiOOH+MHeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放电),\s\do4(===))),\s\do7(充电))M+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是()A．锂离子电池充电时Li+向阴极迁移B．如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电C．镍氢电池充电时，阴极的电极反应式：H2O+M+e-=MH+OH-，H2O中的H被M还原D．锂离子电池放电时，正极的电极反应式：Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4【答案】C【解析】A项，锂离子电池充电时为电解池，阳离子向阴极移动，则Li+向阴极迁移，故A正确；B项，如图表示用锂离子电池为放电过程，而镍氢电池为充电过程，所以锂离子电池给镍氢电池充电，故B正确；C项，根据镍氢电池总反应，充电时，阴极得电子发生还原反应，电极反应式：H2O+M+e-=MH+OH-，MH中氢为-1价，M为+1价，M被氧化，H2O中没有化合价的变化，故没有被还原，故C错误；D项，根据锂离子电池总反应，放电时，正极得电子发生还原反应，电极反应式：Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4，故D正确；故选C。2．某学生通过如图所示实验装置进行电化学实验。实验操作如下：①闭合S1，打开S2，持续20s。②打开S1，闭合S2，观察现象。下列说法不正确的是()A．操作①时电极A为阳极，发生氧化反应B．操作②时电极B为负极，电子由B处迁出C．操作①时为电解池，操作②时为原电池D．实验结束后，硝酸钾溶液的浓度保持不变【答案】D【解析】A项，操作①时，电极和电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，A正确；B项，操作②时，电极B为负极，电子从负极经导线流向正极，B正确；C项，操作①时，装置和电源相连，为电解池，操作②时，装置和电源断开，为原电池，C正确；D项，操作①时，实质是电解水，产生了氢气和氧气，部分逸散到空气中，导致硝酸钾溶液浓度增加，D错误；故选D。3．以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．放电时，正极反应式：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe(Fe(CN)6]B．充电时，Mg箔接电源的负极C．充电时，Na+通过离子交换膜从左室移向右室D．放电时，Mo箔增加4.6g时，Mg箔减少5.95g【答案】D【解析】根据放电工作原理图，Mo作正极，在正极上发生还原反应：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，Mg作负极，负极上是失电子的氧化反应：2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，充电时，原电池的负极连接电源的负极，电极反应和放电时的相反。A项，根据工作原理，Mg作负极，Mo作正极，放电时，正极反应式为：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe(Fe(CN)6]，故A正确；B项，充电时，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，放电时Mg箔为负极，则充电时，Mg箔接电源的负极作为阴极，故B正确；C项，充电时，Na+通过交换膜移向阴极，即从左室移向右室，故C正确；D项，放电时，由Fe[Fe(CN)6]被还原为Na2Fe[Fe(CN)6]，Mo箔增加4.6g时，根据电极反应Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，增加的质量为Na的质量，即增加0.2mol的钠，转移0.2mol电子，根据电极反应：2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，转移0.2mol电子，消耗0.1mol的Mg，则Mg箔减少的质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，故D错误；故选D。4．氨气与氧气构成的碱性燃料电池原理如图所示，下列说法正确的是()A．电解质溶液中电子移向正极B．电池负极反应为：2NH3-6e-=N2+6H+C．正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15:4(假设空气中O2体积分数为20%)D．该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应lmolO2，铅蓄电池有2molPbSO4被消耗【答案】C【解析】该电池为燃料电池，通入氧气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，根据图示，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。A项，电子只能在导体中转移，不能在溶液中转移，故A错误；B项，氨气与氧气构成的碱性燃料电池，不可能产生氢离子，电池负极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故B错误；C项，根据分析，投入空气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，当负极通入4mol氨气时，正极消耗3mol氧气，则需要空气的量为=15mol，则正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15:4，故C正确；D项，该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应lmolO2，转移4mol电子，充电时铅蓄电池阴极反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阳极反应为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-，铅蓄电池两极都消耗PbSO4，转移4mol电子时，铅蓄电池共消耗了4molPbSO4，故D错误；故选C。5．某二次电池装置如图所示，锂、充有催化剂的碳纳米管为电极，电解质能传导Li+。放电时生成的Li2CO3和C附着在电极上，充电时可使Li2CO3转化为Li、CO2和O2。下列说法不正确的是()A．放电时，电流从电极Y经外电路流向电极XB．充电时，电极X接外电源的正极发生氧化反应C．充电时，电极Y的电极反应式为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+D．应用该电池电镀铜，若析出64gCu，理论上消耗标况下33.6LCO2【答案】B【解析】A项，放电时生成Li2CO3，则锂电极为负极，放电时，电流从正极流向负极，即从电极Y经外电路流向电极X，A正确；B项，放电时，X为负极，则充电时，电极X接外电源的负极相连作为阴极，阴极得电子，发生氧化反应，B错误；C项，放电时，电极Y为正极，电极反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3，充电时阳极的电极反应式为放电是正极反应的逆反应，C正确；D项，应用该电池电镀铜，若析出64gCu即1molCu，转移了2mol电子，根据电池放电时的总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，即转移2mol电子消耗1.5mol二氧化碳，理论上消耗标况下33.6LCO2，D正确；故选B。6．下列说法不正确的是()A．若两电极直接相连，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀B．若两电极直接相连，a是氢氧化钠溶液，则负极反应是Fe-2e-=Fe2+C．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水(足量)，单位时间内两电极上产生气体的量相同D．若铁接电源正极，石墨接电源负极，a是氯化铜溶液，铁极溶解【答案】B【解析】A项，若两电极直接连接，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀，酸性环境下才发生析氢腐蚀，故A正确；B项，若两电极直接连接，a是氢氧化钠溶液，为原电池，负极发生失电子的氧化反应，则负极反应是：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故B错误；C项，若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧石墨电极是阳极，该电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，右侧铁电极为阴极，该极上的电极反应为：2H++2e-=H2↑，两极上析出的气体的量一样多，故C正确；D项，若铁接电源正极，为电解池的阳极，铁极溶解，石墨接电源负极，a是氯化铜溶液，石墨电极上析出Cu，故D正确；故选B。7．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：下列说法不正确的是()A．c为电源的负极B．①②中，捕获CO2时碳元素的化合价均未发生变化C．d极的电极反应式为CO32-+4e−=C+3O2−D．转移1mol电子可捕获CO22.8L(标况下)【答案】D【解析】过程①为2CO2+O2-=C2O52-，a极电极反应为2C2O52--4e-=O2↑+4CO2，a电极失电子，为阳极，则b电极为电源的正极；过程②为CO2+O2-=CO32-，d极电极反应为CO32-+4e-=C+3O2-，d电极得电子，为阴极，则c电极为电源的负极。A项，由以上分析可知，c为电源的负极，A正确；B项，①②中，捕获CO2时发生的反应分别为2CO2+O2-=C2O52-、CO2+O2-=CO32-，碳元素的化合价均未发生变化，B正确；C项，d极为阴极，CO32-得电子生成C和O2−，电极反应式为CO32-+4e−=C+3O2−，C正确；D项，将阴、阳极发生的电极反应加和，便得到总反应式为：CO2C+O2↑，转移4mol电子时，消耗1molCO2，则转移1mol电子可捕获CO2的体积为=5.6L(标况下)，D不正确；故选D。8．该装置为锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染：V2O5+xLieq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放电),\s\do4(===))),\s\do7(充电))LixV2O5，在下图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍(已知：Ni+2H+=Ni2＋+H2↑)。下列说法不正确的是()A．该电池充电时，A电极的电极反应式为LixV2O5-xe－═V2O5+xLi＋B．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的浓度会增大C．当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，一定能得到29.35g镍D．锂钒氧化物二次电池一般用非水溶液作为电解液【答案】C【解析】用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍，则镀镍铁棒作阴极，铁棒作阳极，则A为正极、B为负极。电解过程中，碳棒上氯离子放电生成氯气，则a中钠离子进入b区，镀镍铁棒上氢离子放电生成氢气，则氯离子进入b区。A项，该电池充电时，A电极失电子发生氧化反应，电解反应式为LixV2O5-xe－═V2O5+xLi＋，故A正确；B项，电解过程中，碳棒上氯离子放电生成氯气，则a中钠离子进入b区，镀镍铁棒上氢离子放电生成氢气，则氯离子进入b区，所以导致b区域NaCl浓度增大，故B正确；C项，串联电路中转移电子相等，如果锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，转移电子物质的量=×1=1mol，当随着电解的进行，c(Ni2＋)减小，H＋的放电大于Ni2＋，则得到Ni的物质的量小于×1mol=0.5mol，m(Ni)小于0.5mol×58.7g·mol－1=29.35g，故C错误；D项，Li能和水反应生成LiOH，所以锂钒氧化物二次电池不能用LiCl水溶液作为电解液，故D正确；故选C。9．以碘为原料，通过电解制备KIO3的实验装置如右图所示。电解前，先将一定量的精制碘溶于过量KOH溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入某电极区。将KOH溶液加入另一电极区，电解槽用水冷却。下列说法不正确的是()A．产品KIO3在阳极区得到B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时，须不断补充KOHD．阴极区加入的是KOH溶液，发生还原反应生成H2【答案】C【解析】左侧与电源正极相连，为阳极，失电子发生氧化反应，本装置是制备KIO3，所以阳极区加入的溶液是I2和KOH反应后的溶液，电解过程中Iˉ被氧化成KIO3；右侧与电源负极相连为阴极，充入的是KOH溶液，水电离出的氢离子被还原生成氢气。A项，产品KIO3为氧化产物，电解池中阳极发生氧化反应，所以产品KIO3在阳极区得到，故A正确；B项，电解过程中阳极的电极反应式为Iˉ+6OHˉ-6eˉ=IO3-+3H2O，需要阴极的OHˉ移动到阳极，同时要防止阳极区的钾离子进入阴极，所以交换膜为阴离子交换膜，故B正确；C项，电解时阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生氢氧根，所以不用补充KOH，故C错误；D项，根据分析可知阴极区加入的是KOH溶液，水电离出的氢离子发生还原反应产生氢气，故D正确。故选C。10．储氢可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：C6H12(g)C6H6(g)＋3H2(g)。一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢：下列说法不正确的是()A．多孔惰性电极D为阴极B．从多孔惰性电极E产生的气体是氧气C．高分子电解质膜为阴离子交换膜D．上述装置中生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12【答案】C【解析】根据图知，苯中的碳得电子生成环己烷，则D作阴极，E作阳极，所以A是负极、B是正极；该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子在酸性条件下反应生成环己烷。A项，根据分析，可知D为阴极，A正确；B项，阴极上苯和氢离子生成环己烷，氢离子由水产生，同时还生成氧气，所以电极E产生的气体是氧气，B正确；C项，阴极上苯和氢离子生成环己烷，氢离子由水产生，即氢离子通过高分子电解质膜，所以为阳离子交换膜，C错误；D项，该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，所以电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12，D正确；故选C。11．“三室法”制备烧碱和硫酸示意图如下，下列说法正确的是()A．电极A为阳极，发生氧化反应B．离子交换膜A为阴离子交换膜C．稀硫酸从c处进，浓溶液从b处出，浓Na2SO4溶液从e处进D．Na+和SO42-迁移的数量和等于导线上通过电子的数量【答案】C【解析】根据题意和装置图，利用“三室法”制备烧碱和硫酸，则两个电极一边产生硫酸，一边产生烧碱，e处加入的应为硫酸钠溶液，钠离子与硫酸根离子通过离子交换膜A、B向两极移动，根据B电极上生成氧气，即电解质溶液中的氧元素，由-2价变为0价，化合价升高失电子，发生氧化反应，则电极B为阳极，硫酸根离子通过离子交换膜B向电极B移动，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则c处加入的为稀硫酸，d处流出的为浓硫酸；电极A为阴极，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，a加入的为稀氢氧化钠溶液，b流出的为浓氢氧化钠溶液，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A项，根据分析，电极A为阴极，发生还原反应，故A错误；B项，Na+透过离子交换膜A向电极A移动，则离子交换膜A为阳离子交换膜，故B错误；C项，稀硫酸从c处进，浓NaOH溶液从b处出，浓Na2SO4溶液从e处进，故C正确；D项，一个电子带一个单位的负电荷，Na+带一个单位的正电荷，硫酸根离子带两个单位的负电荷，Na+迁移的数量等于导线上通过电子的数量，导线上通过电子的数量等于硫酸根离子迁移数量的两倍，故D错误；故选C。12．硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+OH-＝B(OH)4一，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是()A．当电路中通过1mol电子时，可得到lmolH3BO3B．将电源的正负极反接，工作原理不变C．阴极室的电极反应式为：2H2O-4e-＝O2+4H+D．B(OH)4一穿过阴膜进入阴极室，Na+穿过阳膜进入产品室【答案】A【解析】阳极电极反应式为2H2O-4e-＝O2↑+4H+、阴极电极反应式为4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，阳极室中的氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4一穿过阴膜进入产品室，发生反应：B(OH)4一+H+＝H2O+H3BO3。A项，阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-＝O2↑+4H+，电路中通过1mol电子时有1molH+生成，硼酸(H3BO3)为一元弱酸，生成1mol硼酸需要1molH+，所以电路中通过1mol电子时，可得到1molH3BO3，A正确；B项，根据以上分析可知如果将电源的正负极反接，工作原理发生变化，B错误；C项，电解时阴极发生得到电子的还原反应，电极反应式为4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，C错误；D项，阳极电极反应式为2H2O-4e-＝O2↑+4H+、阴极电极反应式为4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-，阳极室中的氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4一穿过阴膜进入产品室，发生反应：B(OH)4一+H+＝H2O+H3BO3，Na+穿过阳膜进入阴极室，D错误；故选A。13．2019年诺贝尔化学奖颁给了对锂离子电池研发作出卓越贡献的三位科学家。南开大学李福军研究团队以C3N4作为Li-O2可充电电池的光电极，提升了电池的能量效率，其充电工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．离子交换膜为阳离子交换膜B．放电时，Li+移向Li电极C．放电时，Li电极为负极，发生氧化反应D．充电时，光电极的电极反应式为∶Li2O2-2e-=2Li++O2↑【答案】B【解析】A项，电解时，Li2O2得到电子生成Li+和O2，Li+在左侧阴极得到电子变为Li，要穿过离子交换膜，因此离子交换膜为阳离子交换膜，故A正确；B项，放电时，左侧为负极，右侧为正极，根据“同性相吸”，Li+移向右侧移动，故B错误；C项，放电时，Li电极为负极，发生氧化反应，故C正确；D项，充电时，光电极的电极反应式为：Li2O2－2e－=2Li++O2↑，故D正确。故选B。14．某电化学装置如图所示，、分别接直流电源两极。下列说法正确的是()A．溶液中电子从B极移向A极B．若为粗铜，A为精铜，则溶液中c()保持不变，C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液增大D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等【答案】D【解析】A项，电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；B项，若B为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜，该装置为电解法精炼铜，溶液中c()略减小，故B错误；C项，若A、B均为石墨电极，电解方程式是，则通电一段时间后，溶液减小，故C错误；D项，根据电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等，故D正确；选D。15．设计如下装置探究HCl溶液中阴、阳离子在电场中的相对迁移速率(已知：Cd的金属活动性大于Cu)。恒温下，在垂直的玻璃细管内，先放CdCl2溶液及显色剂，然后小心放入HCl溶液，在aa’处形成清晰的界面。通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动。下列说法不正确的是()A．通电时，H+、Cd2+向Pt电极迁移，Cl-向Cd电极迁移B．装置中总反应的化学方程式为：Cd+2HClCdCl2+H2↑C．一定时间内，如果通过HCl溶液某一界面的总电量为5.0C，测得H+所迁移的电量为4.1C，说明该HCl溶液中H+的迁移速率约是Cl-的4.6倍D．如果电源正负极反接，则下端产生大量Cl2，使界面不再清晰，实验失败【答案】D【解析】装置中上边的Pt电极与外电源负极相连，作为阴极；下端的Cd电极与外电源的正极相连，作为阳极；题中指出Cd的金属活动性大于Cu，所以阳极发生Cd的氧化反应，阴极则发生H+的还原反应；如果把电源的正负极反接，则Pt电极为阳极，Cl-的在Pt电极处被氧化生成Cl2，Cd电极为阴极发生的是还原反应。A项，通电后，Pt为阴极，Cd为阳极，所以H+和Cd2+向Pt电极迁移，Cl-向Cd电极迁移，A项正确；B项，通电后Pt为阴极，Cd为阳极，分别发生发生H+的还原反应和Cd的氧化反应，所以总反应方程式为：Cd+2HClCdCl2+H2↑，B项正确；C项，由于通过该界面的总电量为5.0C，其中H+迁移的电量为4.1C，所以Cl-迁移的电量为0.9C，所以HCl溶液中H+迁移速率约为Cl-的4.6倍，C项正确；D项，正负极若反接，则上端的Pt电极为阳极，Cl-在Pt电极处发生氧化反应生成Cl2，D项错误；故选D。16．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】A项，外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B项，通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D项，通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。故选C。17．某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时。一种石墨烯锂硫电池(2Li＋S8=Li2S8)工作原理示意图如图。下列有关该电池说法不正确的是()A．A电极为该电源的负极，电极材料主要是金属锂和石墨烯B．B电极的反应：2Li+＋S8＋2e‾=Li2S8C．充电时，电极A与电源负极连接，作为阴极D．为提高电池效率，该电池可选用稀硫酸作为电解质【答案】D【解析】A项，阳离子向正极移动，故A电极为该电源的负极，电极材料主要是金属锂和石墨烯，A正确；B项，B电极为电源的正极，S8在正极得电子，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得电极反应为：2Li+＋S8＋2e‾=Li2S8，B正确；C项，A是电源的负极，充电时，电池负极与电源负极连接，作为阴极，C正确；D项，Li和硫酸反应消耗负极材料，故电解质不可以是稀硫酸，D错误。故选D。18．NO2是大气污染的主要污染物之一，硝酸盐是水体污染的污染物之一，电化学降解酸性NO3-的原理如图所示，下列说法正确的是()A．电源正极为bB．阴极电极反应式为2NO3－+6H2O+10e－=N2↑+12OH-C．两电极上产生的气体物质的量之比n(O2)：n(N2)=5:2D．将阳极换成铜电极，反应不发生变化【答案】C【解析】A项，右边是NO3－变为N2，化合价降低得到电子，在阴极反应，因此电源负极为b，故A错误；B项，阴极电极反应式为2NO3－+12H++10e－=N2↑+6H2O，故B错误；C项，根据得失电子守恒，5molO2—20mole－—2molN2，因此两电极上产生的气体物质的量之比n(O2)：n(N2)=5:2，故C正确；D项，将阳极换成铜电极，阳极是铜失去电子，故D错误。故选B。19．工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。实验过程中取样测丙溶液的pH值，pH试纸显红色。下列有关说法正确的是()A．a电极的电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑B．联合生产过程中需添加补充Na2SO4C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．每转移0.1mol电子，产生1.12L的气体乙【答案】B【解析】根据题干信息，实验过程中取样测丙溶液的pH值，pH试纸显红色，说明并溶液呈酸性，电解过程中，OH-离子在a极放电，失去电子，所以a极为阳极，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，即气体甲为氧气，SO42-向阳极移动，则c为阴离子交换膜，产物丙为硫酸，则b为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，即气体乙为氢气，Na+向阴极移动，则d为阳离子交换膜，产物丁为NaOH。A项，a极为阳极，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，A错误；B项，电解过程中Na2SO4不断减少，所以联合生产过程中需添加补充Na2SO4，B正确；C项，由上述分析，d为阳离子交换膜，C错误；D项，未指明标准状况下，不能准确计算产生的氢气的体积，D错误；故选B。20．NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是()A．若直流电源为铅蓄电池，则b极为PbB．交换膜左侧NaOH的物质的量不变，气体X为Cl2C．阳极反应式为ClO2+e-=ClO2-D．制备18.1gNaClO2时理论上有0.2molNa＋由交换膜左侧向右侧迁移【答案】B【解析】A项，二氧化氯转化为NaClO2(亚氯酸钠)的过程是发生还原反应，应该发生在阴极，所以a是负极，b是正极，若直流电源为铅蓄电池，则电池的负极和电源的负极相连，b极为正极，应该是PbO2，A错误；B项，阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以交换膜左边NaOH的物质的量不变，在阳极上是Cl-失电子的氧化反应，产生的是Cl2，气体X为Cl2，B正确；C项，在阳极上是Cl-失电子的氧化反应，产生的是氯气，C错误；D项，Na+由交换膜右侧向左侧迁移，D错误；故选B。21．四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法不正确的是()A．N为电源正极B．b极电极反应式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2OC．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜D．a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2∶1【答案】C【解析】以四丁基溴化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]的过程中，根据第三个池中浓度变化得出：钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，a为阴极b为阳极，阳极电极反应式为4OH－-4e－=O2↑+2H2O。A项，a为阴极b为阳极，N为电源正极，故A正确；B项，b为阳极，发生氧化反应，b极电极反应式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2O，故B正确；C项，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，得到c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误；D项，a电极为氢离子放电生成氢气，故电极反应方程式为2H＋+2e－=H2↑，b电极为氢氧根离子放电生成氧气4OH－-4e－=O2↑+2H2O，标况下制备1mol(CH3)4NOH，转移电子是1mol，a、b两极产生气体物质的量分别为0.5mol和0.25mol，a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2∶1，故D正确；故选C。22．关于下列装置，叙述不正确的是()A．石墨电极反应式：O2+4H++4e-=2H2OB．温度计的示数会上升C．加入少量NaCl，会