专题强化练7原电池、电解池中隔膜的类型与作用

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页专题强化练7原电池、电解池中隔膜的类型与作用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．废水中通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。则下列叙述不正确的是A．电池工作时需控制温度不宜过高B．a极电极反应式为：+e-=+Cl-C．b极为负极，发生氧化反应D．H+由b极穿过质子交换膜到达a极2．某微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是

A．电子由石墨电极流出B．生物膜电极反应式为：CH3COO－＋2H2O＋8e－＝2CO2↑＋7H＋C．X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜D．该装置可以将电能转化为化学能3．清华大学王晓琳教授首创三室电解法制备LiOH，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是（）A．X电极连接电源正极B．M为阴离子交换膜C．Y电极反应式为D．制备2.4gLiOH产生的H2在标准状况下为1.12L4．2020年9月中科院研究所报道了一种高压可充电碱﹣酸Zn﹣PbO2混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如图)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法正确的是A．充电时，阳极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2OB．电池工作时，a、d两极室电解质溶液pH都增大C．离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜D．放电时，每转移2mol电子，中间K2SO4溶液中溶质减少1mol5．某地海水中主要离子的含量如表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是离子Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SOHCO含量mg/L9360832001100160001200118A．甲室的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑B．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为bC．淡化过程中易在戊室形成水垢D．通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，戊室收集到22.4L(标准状况下)气体6．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是A．出口2的产物为HBr溶液 B．出口5的产物为硫酸溶液C．Br-可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑7．锂离子电池又称为“摇摆电池”，广泛使用于电动自行车等，其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，负极用插入或脱插表示)，即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF6的碳酸酯类溶剂，隔膜为仅有锂离子能通过的高分子膜)，工作原理为C6Li＋Li(1－x)MO2LiMO2＋C6Li(1－x)(M代表过渡元素)，则下列说法错误的是()A．电池放电时，正极为石墨B．锂离子电池的优点是质量小，电容量大，可重复多次使用C．电池充电时阳极的反应为LiMO2－xe－=Li(1－x)MO2＋xLi＋D．锂离子电池的电解液不能是水溶液，因为锂是活泼金属，能与水反应答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【详解】A．该反应中需要微生物膜，若温度过高，微生物的蛋白质发生变性，将失去其生理活性，因此电池工作时需控制温度不宜过高，A正确；B．a电极为正极，得到电子发生还原反应，电极反应式为：+2e-+H+=+Cl-，B错误；C．b电极上CH3COO-失去电子变为CO2气体，因此b极为负极，发生氧化反应，C正确；D．在内电路中阳离子H+会向负电荷较多的正极移动，即H+由b极穿过质子交换膜到达a极，D正确；故合理选项是B。2．C【分析】由题意和图片装置可知，微生物脱盐池的装置是将废水中有机物CH3COO-的化学能转化为电能的装置，即为原电池，通O2的电极为正极，加入有机废水CH3COO-的电极为负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，原电池内电路中：阳离子Na+通过阳离子交换膜Y移向正极、阴离子通过阴离子交换膜X移向负极，从而使海水中NaCl含量减少形成淡水，达到脱盐目的，据此分析解答。【详解】A.通O2的电极为正极，则石墨电极为正极，加入有机废水CH3COO-的电极为负极，则生物膜电极为负极，则电子从生物膜电极流出，A项错误；B.生物膜电极为负极，负极发生氧化反应，负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，B项错误；C.在原电池内电路中，阳离子移动向正极，阴离子移动向负极，该装置可使海水中NaCl含量减少形成淡水，达到脱盐目的，则有阳离子Na+通过阳离子交换膜Y移向正极、阴离子Cl-通过阴离子交换膜X移向负极，C项正确；D.该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，D项错误；答案选C。3．C【分析】该电解池实质是电解水，根据图知，Y极导出的LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，氢氧根浓度增大，故Y为电解池的阴极；X极导出的是硫酸，则X极应为水电离出的氢氧根放电，则X极为阳极，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。【详解】A、根据以上分析，X极导出的是硫酸，则X极应为水电离出的氢氧根放电，则X极为阳极，应与电源正极相连，故A正确；B、由图可知硫酸从最左侧导出，则SO42-需通过M进入最左侧，故M为阴离子交换膜，故B正确；C、Y极导出的LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C错误；D、制备2.4gLiOH，n(OH-)==0.1mol，阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则n(H2)=0.05mol，标准状况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D正确。4．C【分析】由图可知，a极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成，电极反应式为Zn−2e−＋4OH−＝，d极为正极，PbO2发生得电子的还原反应，电极反应式为PbO2＋4H＋＋＋2e−═PbSO4＋2H2O，负极区电解质为KOH，正极区电解质为H2SO4，原电池工作时，负极区溶液中的K＋通过离子交换膜b、正极区溶液中的通过离子交换膜c移向中间中性溶液中，离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，充电时为电解池，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析作答。【详解】A．d极为原电池正极，电极反应为PbO2＋4H＋＋＋2e−═PbSO4＋2H2O，充电时，阳极反应与正极反应相反，即阳极反应式为PbSO4＋2H2O−2e−═PbO2＋4H＋＋，故A错误；B．放电时，负极反应式为Zn−2e−＋4OH−＝，正极反应式为PbO2＋4H＋＋＋2e−═PbSO4＋2H2O，则a极室电解质溶液pH减小、d极室电解质溶液pH增大，故B错误；C．该酸碱混合电池中，a极区电解质为KOH，b极区电解质为硫酸，放电时K＋通过离子交换膜b、通过离子交换膜c移向中间中性溶液中，则离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，故C正确；D．放电时每转移2mol电子，则有2molK＋通过离子交换膜b、1mol通过离子交换膜c移向中间中性溶液中生成1molK2SO4，所以中间K2SO4溶液中溶质增加1mol，故D错误；故答案选C。【点睛】本题考查化学电源新型电池，侧重考查学生获取信息、分析推断能力，把握原电池工作原理、离子交换膜的判定和电极反应式的书写是解题关键，题目难度中等。5．D【详解】A．甲室的电极与电源正极相连，作阳极，阴离子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，A项正确；B．阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电解时，丙室中阴离子移向乙室，阳离子移向丁室，所以乙室和丁室中部分离子的浓度增大，丙室中物质主要是水，淡水的出口应为b，B项正确；C．开始电解时，阳极上（甲室电极）Cl-放电生成Cl2，阴极（戊室电极）上水得电子生产H2，同时生OH-，生成的OH-和反应生成，Ca2+转化为CaCO3沉淀，所以电解一段时间后戊室形成水垢，C项正确；D．通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等，当通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，转移电子在2-4mol之间，转移电子数目不确定，无法计算出生成H2体积，D项错误；答案选D。6．D【详解】A．电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Na+向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2的产物为NaOH溶液，A错误；B．电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的Br-向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口4的产物为HBr溶液，钠离子不能通过双极膜，故出口5不是硫酸，B错误；C．结合选项B，Br-不会从盐室最终进入阳极液中，C错误；D．电解池阴极处，发生的反应是物质得到电子被还原，发生还原反应，水解离成H+和OH−，则在阴极处发生的反应为2H++2e-=H2↑，D正确；答案选D。7．A【详解】A.电池放电时，从