含离子交换膜电池的应用训练题

含离子交换膜电池的应用训练题

1.(2019·潍坊模拟)海水中含有大量Na ＋、Cl －及少量Ca 2

＋

、Mg 2＋、SO 2－4，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如

图所示。下列说法正确的是( )

A ．b 膜是阳离子交换膜

B ．A 极室产生气泡并伴有少量沉淀生成

C ．淡化工作完成后A 、B 、C 三室中pH 大小为pH A

D ．B 极室产生的气体可使湿润的KI­淀粉试纸变蓝

解析：选A 因为阴极是阳离子反应，所以b 膜为阳离子交换膜，选项A 正确；A 极室Cl －在阳极失电子产生氯气，但不产生沉淀，选项B 错误；淡化工作完成后，A 室Cl －失电子产生氯气，部分溶于水溶液呈酸性，B 室H ＋得电子产生氢气，OH －浓度增大，溶液呈碱性，C 室溶液呈中性，pH 大小为pH A

2.用电解法可提纯含有某种钾的含氧酸盐杂质

(如硫酸钾、碳酸钾等)的粗KOH 溶液，其工作原理如图所示。

下列说法正确的是( )

A ．电极N 为阳极，电极M 上H ＋发生还原反应

B ．电极M 的电极反应式为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑

C ．d 处流进粗KOH 溶液，e 处流出纯KOH 溶液

D ．b 处每产生11.2 L 气体，必有1 mol K ＋穿过阳离子交换膜

解析：选B 根据图示，K ＋移向电极N ，所以N 是阴极，M 极是阳极，OH －发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，故A 错误、B 正确；c 处流进粗KOH 溶液，f 处流出纯KOH 溶液，故C 错误；N 极是阴极，H ＋发生还原反应生成氢气，非标准状况下11.2 L 氢气的物质的量不一定是0.5 mol ，故D 错误。

3．(2019·洛阳质检)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na 2S 2和NaBr 3，放电后分别变为Na 2S 4和NaBr 。下列叙述正确的是

( )

A ．放电时，负极反应为3NaBr －2e －===NaBr 3＋2Na ＋

B ．充电时，阳极反应为2Na 2S 2－2e －===Na 2S 4＋2Na ＋

C ．放电时，Na ＋经过离子交换膜由b 池移向a 池

D ．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H 2时，b 池生成17.40 g Na 2S 4 解析：选C 放电时，负极上Na 2S 2被氧化生成Na 2S 4，电极反应式为2Na 2S 2－2e －===Na 2S 4＋2Na ＋，A 错误；充电时，阳极上NaBr 失电子被氧化生成NaBr 3，电极反应式为3NaBr －2e －===NaBr 3＋2Na ＋，B 错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na ＋经过离子交换膜，由b 池移向a 池，C 正确；题目未指明2.24 L H 2是否处于标准状况下，无法计算b 池中生成Na 2S 4的质量，D 错误。

4．电解Na 2CO 3溶液制取NaHCO 3溶液和NaOH 溶液的装置如图所示。下列说法中不正确的是( )

A ．阴极产生的物质A 是H 2

B ．溶液中Na ＋由阳极室向阴极室迁移

C ．阳极OH －放电，H ＋浓度增大，CO 2－3转化为HCO －

3

D ．物质B 是NaCl ，其作用是增强溶液导电性

解析：选D 阴极上发生还原反应，电极反应式为2H 2O ＋2e －===2OH －＋H 2↑，则阴极上产生的物质A 是H 2，A 正确；电解池中阳离子向阴极移动，则Na ＋由阳极室向阴极室迁移，B 正确；由图可知，阳极上产生O 2，则阳极反应式为2H 2O －4e －

===4H ＋＋O 2↑，溶液中c (H ＋)增大，CO 2－3转化为HCO －

3，C 正确；由图可知，阴极区

得到NaOH 溶液，为不引入杂质，物质B 应为NaOH ，其作用是增强溶液的导电性，D 错误。

5．(2018·全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO 2＋H 2S 协同转化装置，实

现对天然气中CO 2和H 2S 的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为

①EDTA­Fe 2＋－e －===EDTA­Fe 3＋

②2EDTA­Fe 3＋＋H 2S===2H ＋＋S ＋2EDTA­Fe 2＋

该装置工作时，下列叙述错误的是( ) A ．阴极的电极反应：CO 2＋2H ＋＋2e －===CO ＋H 2O B ．协同转化总反应：CO 2＋H 2S===CO ＋H 2O ＋S C ．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D ．若采用Fe 3＋/Fe 2＋取代EDTA­Fe 3＋/EDTA­Fe 2＋，溶液需为酸性

解析：选C 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO 2＋2H ＋

＋2e －

===CO ＋H 2O ，A 项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO 2＋H 2S===CO ＋H 2O ＋S ，B 项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C 项错误；Fe 3＋、Fe 2＋只能存在于酸性溶液中，D 项正确。

6．(2019·防城港一模)一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是( )

A ．气体X 是氢气，电极E 是阴极

B ．H ＋由左室进入右室，发生还原反应

C ．该储氢过程就是C 6H 6与氢气反应的过程