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专题讲座（六） 隔膜在电化学的作用
第一部分：高考真题感悟
1．（2020·海南·高考真题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是
A．电池可用于乙醛的制备
B．b电极为正极
C．电池工作时，a电极附近pH降低
D．a电极的反应式为O+4e- -4H+ =2H O
2 2
2．（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
3
A．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
3．（2020·山东·高考真题）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图
所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A．阳极反应为
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O 与b极反应的O 等量
2 2
4．（2021·天津·高考真题）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
2 2 3
判断错误的是
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)
5．（2022·山东·高考真题）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
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·广西柳州·模拟预测）科学家近年发明了一种新型 水介质电池。电池示意图如下，电极
为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提
供了一种新途径。下列说法正确的是
A．放电时，负极区pH升高
B．放电时，1mol 转化为HCOOH，转移的电子数为4molC．充电时，Zn电极连电源正极
D．充电时，产生22.4L(标准状况下) ，生成的Zn为130g
2．（2022·广西玉林·一模）水是鱼类赖以生存的环境，较好的水质能减少鱼类疾病的发生，更有利于鱼类
的生长和生存。世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。
下列说法正确的是
A．Y为电源的正极
B．阴极反应式为2 +10e-+12H+=N ↑+6H O
2 2
C．将该装置放置于高温下，可以提高其净化效率
D．若BOD为葡萄糖(C H O)，则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极上流出22mole-
6 l2 6
3．（2022·河南河南·二模）天津大学某科研团队利用电解原理，实现了两电极体系中甲酸和辛腈的高选择
性合成，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是
注：不考虑电极的副反应。
A．Ni P电极与直流电源的负极相连
2
B．通电一段时间后， In/In O 电极附近溶液的pH不变
2 3-x
C．工作时，每转移2mol电子阴极室和阳极室中溶液的质量变化相差46gD．理论上整个反应过程的原子利用率为100%
4．（2022·江西江西·模拟预测）我国学者开发了一种新型高效电解析氢(HER)催化剂，大幅降低了电解所
需的电压，同时可将 气体变废为宝。其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．Y电极可选择铁
B．X的电极反应式为
C．吸收 的反应的离子方程式为
D．当回收32t硫时，理论上有 通过M由a流向b
5．（2022·河南开封·一模）K-O 电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾。关于该电池，
2
下列说法错误的是
A．正极反应式为O+2e—+K+=KO
2 2
B．隔膜允许K+通过，不允许O 通过
2
C．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极
D．用此电池电解CuCl 溶液，理论上消耗3.9gK时，产生3.2gCu
2
6．（2022·河南焦作·一模）磷酸铁锂(LiFePO )电池因特别适于作动力方面的应用，故称作磷酸铁锂动力电
4池。磷酸铁锂电池的内部结构如图所示，充电时总反应是C +LiFePO =Li FePO +Li C ，下列说法中错
6 4 1-x 4 x 6
误的是
A．LiFePO 作为电池的正极，与铝箔相连
4
B．聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过
C．放电时，正极反应式为Li FePO +xLi++xe- =LiFePO
1-x 4 4
D．放电时，Li+从负极移向正极
7．（2022·安徽池州·模拟预测）我国科学家最近研发出一种新型纳米硅锂电池，可反复充电3万次，电池
容量只衰减了不到10%。电池反应式为Li TiO+Li Si LiTiO +Si。下列说法错误的是
1-x 2 x 2
A．电池放电时，Li+由N极移向M极
B．电池放电时，电池正极反应式为Li TiO+xLi++xe-=LiTiO
1-x 2 2
C．精制的饱和食盐水通入阳极室
D．负极质量减轻7g时，理论上最多可制得40gNaOH
8．（2022·湖南·模拟预测）“四室电渗析法”可用来制备某些化工产品，原理如图所示，阳极室中电解质
溶液为稀硫酸，阴极室中电解质溶液为稀NaOH溶液。下列说法正确的是A．阴极材料起导电作用，也可以换成铜、铁、铝锂等金属材料
B．若原料室加入浓NaI溶液，产品室每得到1 mol HI，阳极室溶液减少9 g
C．该装置的优点之一为电解后在阴极一定可以得到较浓的氢氧化钠溶液
D．若原料室加入浓NaH PO 溶液，阳极室电解质溶液用HPO 溶液代替稀硫酸，并撤去阳极室与产品室
2 2 3 2
间的阳膜，会更有利于制备HPO
3 2
9．（2022·吉林吉林·模拟预测）利用如图HCOOH燃料电池装置，获得电能的同时还可以得到KHCO 、
3
KSO 。下列说法错误的是
2 4
A．通入O 的电极为电池正极
2
B．放电过程中需补充的物质X为HSO
2 4
C．负极电极反应式为HCOO-＋2OH-_2e-=HCO ＋HO
2
D．每生成1 mol KHCO，有1 mol K＋通过阳离子膜
3
10．（2022·陕西·西安中学模拟预测）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采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HO解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不
2
正确的是A．铅电极连接电源正极，发生氧化反应
B．阳极区，Br 是氧化剂，把乙二醛氧化成乙醛酸
2
C．双极膜中间层中的OH-在外电场作用下向石墨电极方向迁移
D．外电路中迁移2mol电子，理论上能制得2mol乙醛酸
11．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）利用硫酸锰溶液可通过离子交换膜组合工艺获得Mn、
、 ，原理如图所示：
下列说法中正确的是
A．交换膜a为阴离子交换膜
B．阳极电极反应式为
C．阴极区若pH过低，则锰的产率降低，此时阴极副产物为
D．电解过程中，每有0.2N 个电子通过，可产生
A
12．（2022·宁夏石嘴山·模拟预测）电渗析法是海水淡化的常用方法之一、一种利用微生物对有机废水进
行处理的电化学装置如图所示，该装置在废水处理的同时还可以进行海水淡化。下列说法正确的是
A．该装置工作时，化学能转化为电能，M为正极B．X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜
C．M极电极反应式为CHCHO+10OH--10e-=2CO ↑+7H O
3 2 2
D．当有1molNa+通过离子交换膜时，N极消耗的空气体积约为26.7L
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2020·河北·磁县第二中学模拟预测）（14分）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可
见，为此每年国家损失大量资金。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极电极反应式为：_____________
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图①所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R
可以采用________。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
(3)图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的__________极。
(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外，在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如
图所示：
①电镀装置图的“直流电源”中，______ 填“a”或“b” 是正极。Fe电极反应式为_________；
②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用水小心冲洗干净、
烘干，然后称量，二者质量之差为5.12g，由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为________。
③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：______。
14．（2021·北京·模拟预测）（12分）回答下列问题
(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用
下，阴、阳膜复合层间的HO解离成H＋和OH-；AB为离子交换膜。
2①B膜最佳应选择___________。
②阳极的电极反应式是___________。
③少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是___________。
(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C HOH)废水更加高效，装置如
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下图所示。已知a极主要发生的反应是O 生成HO，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。
2 2 2
①b极连接电源的___________极(填“正”或“负”)。
②a极的电极反应式为___________。
③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有___________。
15．（2022·重庆·三模）（14分）回答下列问题：
(1)我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO 和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图1所示：
2
通入CO 气体的一极为_______(填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式：
2_______。
(2)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶
液中钒以VO (黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为
________，右侧储液罐中溶液颜色变化为_______。
(3)如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的_______极(填“X’或“Y’)相
连；若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的质量为_______g；电池左储液罐溶液中
n(H+)的变化量为_______。
