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专题50 多池与膜在电化学中应用
1．【2023年湖北卷】我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装
置工作时阳极无 生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为 。下列说法错误的
是
A．b电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
2．【2023年6月浙江卷】氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的
是
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为：
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的 溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
3．（2021·天津真题）如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O 生成，Fe O 逐渐溶解，下列判断
2 2 3
错误的是A．a是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C．随着电解的进行，CuCl 溶液浓度变大
2
D．当 完全溶解时，至少产生气体336mL (折合成标准状况下)
4．【2022年全国甲卷】一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以
2
Zn(OH) 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO 电极反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2 2
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
2 2
5．（2021·广东真题）钴( )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制
备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大
B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
6．【2022年山东卷】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成 ，
将废旧锂离子电池的正极材料 转化为 ，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移
至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
D．若甲室 减少 ，乙室 增加 ，则此时已进行过溶液转移
7．（2020·山东高考真题）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得
电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以
含 CHCOO-的溶液为例)。下列说法错误的是
3A．负极反应为
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
8．（2021·全国甲卷真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中
的双极膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的
是
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +H O
2
C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
9．（2020·浙江高考真题）在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的
是（ ）离子交换膜
A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出
D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量
10．（2016·全国高考真题）三室式电渗析法处理含NaSO 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd
2 4
均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO 2-可通过离子交换膜，而两端隔室中离
4
子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是
A．通电后中间隔室的SO 2-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
4
B．该法在处理含NaSO 废水时可以得到NaOH和HSO 产品
2 4 2 4
C．负极反应为2HO–4e–=O +4H+，负极区溶液pH降低
2 2
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O 生成
2
11．（2013·浙江高考真题）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知:3I +6OH-=IO -+5I-+3H O
2 3 2
下列说法不正确的是
A．右侧发生的电极方程式：2HO+2e-=H ↑+2OH-
2 2
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO -
3
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3HO=KIO +3H ↑
2 3 2
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变12．（2010·全国高考真题）铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO+2H SO=2PbSO +2H O
2 2 4 2
研读右图，下列判断不正确的是
A．K闭合时，d电极反应式：PbSO +2H O-2e-=PbO+4H++SO2-
4 2 2 4
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的 为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中 向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
13．（2010·全国高考真题）铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO+2H SO=2PbSO +2H O
2 2 4 2
研读右图，下列判断不正确的是
A．K闭合时，d电极反应式：PbSO +2H O-2e-=PbO+4H++SO2-
4 2 2 4
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的 为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中 向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
14．（2020·全国高考真题）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工
原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许
______离子通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。15．（2018·全国高考真题）KIO 是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
3
（1）KIO 的化学名称是_____。
3
（2）利用“KClO 氧化法”制备KIO 工艺流程如下图所示：
3 3
“酸化反应”所得产物有KH(IO)、Cl 和KCl。“逐Cl”采用的方法是_____。“滤液”中的溶质主要是
3 2 2 2
_____。“调pH”中发生反应的化学方程式为_____。
（3）KIO 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
3
①写出电解时阴极的电极反应式_____。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_____，其迁移方向是_____。
③与“电解法”相比，“KClO 氧化法”的主要不足之处有_____（写出一点）。
3
16．（2014·全国高考真题）次磷酸(H PO )是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：
3 2
（4）(H PO )也可以通过电解的方法制备．工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
3 2①写出阳极的电极反应式___________；
②分析产品室可得到HPO 的原因___________；
3 2
③早期采用“三室电渗析法”制备HPO ，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用HPO 稀溶液代
3 2 3 2
替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是___________杂
质。该杂质产生的原因是___________。
17．（2013·重庆高考真题）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于
治理水中硝酸盐的污染。
（2）电化学降解NO -的原理如图所示。
3
①电源正极为__________（填A或B），阴极反应式为________________。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm －Δm )为____g。
左 右
18．（2012·重庆高考真题）尿素[CO（NH ）]是首个由无机物人工合成的有机物．
2 2
（3）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2所示．
①电源的负极为 （填“A”或“B”）．
②阳极室中发生的反应依次为 、 ．
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 ；若两极共收集到气体13.44L（标准
状况），则除去的尿素为 g（忽略气体的溶解）．19．（2015·上海高考真题）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐
等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空：
（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式 。
（2）离子交换膜的作用为： 、 。
（3）精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 位置流出（选填
“a”、“b”、“c”或“d”）。
