高中化学人教版选择性必修1 第四章 原电池、电解池中隔膜的类型与作用

专题强化练7原电池、电解池中隔膜的类型与作用

1.（2022江苏常熟期中）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

C1e-

B.a极电极反应式为++cr

C.b极为负极,发生氧化反应

D.H+由b极通过质子交换膜向a极移动

2.（2020江苏南通质检）某微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正

确的是（）

生

物

膜

有机废水海水空气

A.电子由石墨电极流出

：:+

B.生物膜电极反应为CH3COO+2H2O+8e-~2CO2T+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（）

-----------------------

离子交换膜

/\

\N

A.X电极连接电源正极

B.M为阴离子交换膜

C.Y电极反应为O2+2H2O+4e-^4OH-

D.制备2.4gLiOH产生的Fh在标准状况下为1.12L

4.（2022河北任丘一中期中）一种高压可充电混合电池采用阴、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

+

A.充电时，阳极反应式为PbO2+4H+S0i+2e-^PbSO4+2H2O

B.电池放电时,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1mol

5.（2022福建宁化一中期中）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

（）

离子含量mg/L离子含量mg/L

Na+9360Cl-16000

K+83so£1200

2+

Ca200HCO3118

Mg2+1100——

A.甲室的电极反应式为2Cl-2e-：~:Cht

B.乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为b

C.淡化过程中易在戊室形成水垢

D.通过阳膜1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.（2021湖北适应性考试）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c下

图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。

循环液循环液

Na,SO,溶液NaBr溶液Na,SO,溶液

/ZI>一

;—

阳

一"\

:

交

交

情

惰

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双

双

换

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极

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顶

为

极

0极

室

室

膜

电

液

交

M液

即

极

极

换I

)3J\

/一

膜

煨

一

出

/时4

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H2so4溶液

C.B厂可从盐室最终进入阳极液中

D.阴极电极反应式为2H++2D^H2T

7.（2021山东德州十校期中联考）锂离子电池又称为〃摇摆电池〃，广

泛应用于电动自行车等，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，隔膜为仅锂离子能通过

的高分子膜），工作原理为C6Li+Li（］.x）MO2窥LiMO2+C6Li（i.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（i.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

答案全解全析

1.B有微生物参与反应，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;a极为正极，得到电子发生还原反应,电极反应式为

(2^~0+2e+H+=~=<2^+C「,B错误;b极上CH3co0-失去电子生成CC)2,因此b

极为负极，发生氧化反应,C正确;在原电池内电路中,H+向王极移动，即4由b极通过质子交换

膜向a极移动,D正确。

知识拓展

只允许阳离子通过，阻

阳离子交换膜一

止阴离子通过

阴离子交换膜只允许阳离子通过，阻

止阳离子通过

质子交换膜->只允许质子(H，通过

隔离某些物质，防止发生反应

用于物质的制备(电解后在阴极区或阳

极区得到所制备的物质)

、物质分离、提纯

2.C微生物脱盐池的装置是将化学能转化为电能的装置，为原电池。由题图知石墨为正极，

生物膜为负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极反应为CH3coeT+2H2O-8e-

2cO2T+7H+;原电池内电路中,Na+通过阳离子交换膜Y移向正极C•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，达到脱盐的目的。

3.C由题图可知右室获得LiOH,应是水放电生成氢气与氢氧根离子，发生还原反应，则Y为

+

阴极、X为阳极,X电极与电源正极相连,A正确;X为阳极，电极反应为2H2O-4e-4H+O2t,

硫酸根离子通过M移向左室,M为阴离子交换膜.B正确;Y为阴极.水放电生成氢气与氢氧根

：

离子，电极反应为2H2O+2C-~=2OH+H2t,C错误;制备24gLiOH,n(OH)=n(LiOH)=2.4g-24

g/mol=0.1mol,阴极反应为2H20+21^2OH+H2T，则n(H2)=0.05mol,标准状况下氢气体积

为0.05molx22.4L/mol=1.12L,D正确。

4.C由题图可知，放电时为原电池,PbCh极为正极,电极反应式为Pb02+4H~+S0充+2e-

+

PbSO4+2H2O,充电时,PbO?极为阳极,阳极反应式为PbSCh+2H2O-2e-^PbO2+4H+S0tA

2

错误;放电时,Zn极反应式为Zn-2e+4OH-_[Zn(OH)4J-,PbO2极反应式为

+

PbO2+4H+S02-+2e--PbSOa+ZHzO,则a极室电解质溶液pH减小、d极室电解质溶液pH

增大,B错误;该混合电池放电时K+通过离子交换膜b、SOf通过离子交换膜c移向中间K2sCU

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,C正确;放电时每转移2mol

电子，则有2molFT通过离子交换膜b>1molSO亍通过离子交换膜c移向中间K2so4溶液中，

所以中间K2sCh溶液中溶质增加1mol,D错误。

5.D甲室的电极与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应,电极反应式为2C1-2e-Cht,A

项正确;阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电解时两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，丙室中阴、阳离子浓度减小，淡水的出口应为

b,B项正确;开始电解时，阳极（甲室电极）上放电生成。2,阴极（戊室电极）上水得电子生成

H2,同时生成OH-，生成的OH-与M『♦结合生成Mg（OH）2,OH-和HCO&反应生成CO3CO烹与

Ca2+结合生成CaCCh沉淀,所以电解一段时间后戊室形成水垢,C项正确;通过阳膜1的阳离子

有Na+、K+、Ca2