适用于新高考新教材广西专版2025届高考化学一轮总复习热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”

热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”1.如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置示意图,下列叙述不正确的是()A.电极A是粗铜,电极B是纯铜B.电路中通过1mol电子,生成32g铜C.溶液中SO4D.膜B是过滤膜,阻挡阳极泥及杂质进入阴极区2.(2024广西北海模拟)我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂,研发出一种Zn-NO电池系统,该电池同时具备合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示(双极膜可将水解离成H+和OH-,并实现其定向通过)。下列说法正确的是()A.外电路中电子从MoS2电极流向Zn/ZnO电极B.双极膜右侧为阴离子交换膜C.当电路中转移0.2mol电子时,负极质量减小6.5gD.运用MoS2电极能加快合成氨的速率3.为实现碳回收,我国科学家设计的用电化学法还原CO2制备草酸的装置如图所示。下列有关该装置的说法错误的是()A.a、b分别为电源的负极、正极B.电解装置左池发生的电极反应为2CO2+2e-C2O4C.为增加溶液导电性,左池中可加入少量Na2C2O4溶液D.右池电解质溶液为稀硫酸,发生的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+4.(2024河北保定期末)双极膜能够在直流电源作用下将H2O解离为H+和OH-。以维生素C的钠盐(C6H7O6Na)为原料制备维生素C(C6H8O6,具有弱酸性和还原性)的装置如图。下列说法正确的是()A.a离子是H+,b离子是OH-B.此装置最终既可以得到维生素C,又可以得到NaOHC.将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na,可以提高维生素C的产率D.X极的电极反应式为4OH-+4e-O2↑+2H2O

参考答案热点专项练9电化学装置中的“离子交换膜”1.D解析电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,依据题中装置图可知,电极A为粗铜,电极B为纯铜,A项正确;阴极反应式为Cu2++2e-Cu,当电路中通过1mol电子时,生成0.5molCu,即生成32gCu,B项正确;依据电解原理,SO422.D解析Zn/ZnO电极为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,MoS2电极为正极,电极反应式为NO+4H2O+5e-NH3+5OH-。电子流向:负极→负载→正极,Zn/ZnO电极为负极,MoS2电极为正极,外电路中电子从Zn/ZnO电极流向MoS2电极,A项错误;Zn/ZnO电极为负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,OH-移向Zn/ZnO电极,双极膜左侧为阴离子交换膜,B项错误;负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,负极增加的质量为O元素的质量,转移0.2mol电子时增加0.1mol氧原子,负极质量增加0.1mol×16g·mol-1=1.6g,C项错误;结合提示,科研人员以二硫化钼MoS2作为电极催化剂,催化剂可以降低反应活化能,加快合成氨的反应速率,D项正确。3.B解析由题图可知,左池发生的反应为CO2得电子被还原为H2C2O4,电极反应式为2CO2+2e-+2H+H2C2O4,M极作阴极,电解池阴极与电源负极相连,则a为电源的负极,b为电源的正极,A项正确、B项错误;为增加溶液导电性,同时削减杂质,左池可加入少量Na2C2O4溶液,C项正确;右池为电解池的阳极区,H2O失电子发生氧化反应生成O2和H+,D项正确。4.B解析由题中装置图知,X极区产生氧气,X极为阳极,在X电极,水失去电子生成氧气,同时生成氢离子,钠离子通过阳离子交换膜进入右侧区域与a离子即氢氧根离子构成NaOH,则b离子为氢离子,与C6H7O6-结合为C6H8O6;Y极区产生氢气,Y极为阴极,水得到电子生成氢气,同时生成氢氧根离子。a离子是OH-,b离子是H+,A项错误;由分析知,此装置最终既可以得到维生素C,又可以得到NaOH,B项正确;若将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na,一方面生成的C6H8O6具