小題提速練13電解原理及應用1.(2022河北唐山二模)某科研小組用堿性甲烷燃料電池制備Co(H2PO2)2,其工作原理如圖所示(已知電解裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼):下列有關說法錯誤的是()A.N電極為不銹鋼B.電極n處電極反應式為CH4-8e-+8OH-CO2+6H2OC.電解一段時間后,N電極區(qū)溶液pH增大D.膜a、膜c均為陽離子交換膜2.(2022安徽馬鞍山三模)用間接電解法對NO進行無害化處理,其原理如圖所示。下列說法正確的是()A.工作時電解池中H+從左室移向右室B.陽極電極反應式為2HSO3-+2H++2e-S2O42C.理論上每處理1molNO,電解池中產生32gO2D.吸收塔中反應的離子方程式為2NO+2S2O42-+2H2ON23.(2022湖南邵陽二模)我國科學家以CO2和辛胺為原料實現了甲酸鹽和辛腈的高選擇性合成,裝置工作原理如圖(以KOH溶液為電解質溶液,隔膜a只允許OH-自由通過)。下列說法正確的是()A.m為直流電源正極B.In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-C.若Ni2P電極上生成1molCH3(CH2)6CN,理論上電路中轉移2mole-D.工作一段時間后,左右兩室溶液的pH均保持不變4.(2022山東濰坊二模)科技工作者開發(fā)以乙醇為原料制備DDE()的電解裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.電源的電極電勢:a>bB.陽極電極反應式為C2H5OH+Cl--2e-C2H5OCl+H+C.乙醛為該轉化過程的催化劑D.每產生1molDDE,電路中通過2mole-5.(2022山東泰安三模)1,5-戊二胺()是生物法制備尼龍材料的重要原料,利用雙極膜(BPM)電滲析產堿技術可將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽(含和SO42-)轉換為1,5-戊二胺,實現無害化提取,工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(A.a極的電勢比b極的低B.m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜C.電解過程中,H2SO4極室溶液的pH逐漸減小D.b極區(qū)每生成11.2L氣體(標準狀況),理論上可生成2mol1,5-戊二胺6.(雙選)(2022山東青島一模)利用電滲析法再生鈉堿循環(huán)脫硫中的吸收液,并獲取高濃度的SO2,工作原理如圖所示。已知雙極膜在電流作用下可將水解離,膜兩側分別得到H+和OH-。下列說法正確的是()圖1鈉堿循環(huán)脫硫圖2電滲析法再生吸收液A.雙極膜右側得到的是OH-B.再生吸收液從N室流出C.相同條件下,陽極和陰極產生的氣體體積比為2∶1D.M室中SO32-、HSO3-分別與7.(2022山東德州二模)捕集利用二氧化碳是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向,科學工作者利用電解法將CO2轉化為甲醇的原理如圖所示,下列說法錯誤的是()A.a電極為陽極B.陰極上發(fā)生的電極反應為CO2+6HCO3-+6e-CH3OH+6CO32C.產生1molO2時,通過質子交換膜的質子的物質的量為4molD.電解過程中左側需補充H2O,右側需補充KHCO3溶液8.(2022山東淄博二模)濃差電池是利用物質的濃度差產生電勢的一種裝置。將兩個完全相同的電極浸入兩個溶質相同但濃度不同的電解質溶液中構成的濃差電池,稱為雙液濃差電池。模擬工業(yè)上電滲析法實現海水(用氯化鈉溶液代替)淡化的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.SO42-B.C(2)極發(fā)生還原反應C.膜1為陽離子交換膜D.C(2)極反應為2H2O+2e-2OH-+H2↑

參考答案小題提速練13電解原理及應用1.B解析根據圖示可知,M電極所在區(qū)域為陽極室,M電極為陽極,N電極為陰極,則堿性甲烷燃料電池中m電極為正極,n電極為負極。該裝置用于制備Co(H2PO2)2,M電極為陽極,則M電極為金屬Co,M電極的電極反應為Co-2e-Co2+,N電極為不銹鋼,A正確;n電極為堿性甲烷燃料電池的負極,n電極通入CH4,電極反應式為CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,B錯誤;N電極為陰極,N電極電極反應為2H2O+2e-H2↑+2OH-,電解一段時間后,N電極區(qū)堿性增強,溶液的pH增大,C正確;陽極室中的Co2+通過膜a進入產品室,膜a為陽離子交換膜,原料室中H2PO2-通過膜b進入產品室,膜b為陰離子交換膜,原料室中Na+通過膜c進入陰極室,膜c為陽離子交換膜2.D解析由圖示信息可知,在吸收塔中NO反應生成了N2,N元素的化合價降低,S2O42-反應生成了HSO3-,S元素的化合價升高。在電解池中,HSO3-變成了S2O42-,S的化合價從+4價降低到+3價,得到電子,電極Ⅰ為陰極,而在電極Ⅱ附近有氧氣生成,為H2O失去電子生成O2,為陽極。電極Ⅰ為陰極,電極Ⅱ為陽極,工作時電解池中H+從右室移向左室,A錯誤;陽極上H2O失去電子生成O2,電極反應式為2H2O-4e-4H++O2↑,B錯誤;理論上每處理1molNO,轉移2mole-,電解池中同樣轉移2mole-,故產生O2的質量為0.5mol×32g·mol-1=16g,C錯誤;吸收塔中反應的離子方程式為2NO+2S2O43.B解析根據圖中In/In2O3-x電極上CO2→HCOO-可知,CO2發(fā)生得電子的還原反應,In/In2O3-x電極為陰極,陰極反應為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,則Ni2P電極為陽極,辛胺在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應生成辛腈,電極反應為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,陰極與外加電源的負極相連,陽極與外加電源的正極相連。In/In2O3-x電極為陰極,與電源負極相連,則m為直流電源負極,A錯誤;In/In2O3-x電極上電極反應為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,B正確;Ni2P電極為陽極,電極反應為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,則生成1molCH3(CH2)6CN時,理論上電路中轉移4mole-,C錯誤;陰極電極反應為2CO2+4e-+2H2O2HCOO-+2OH-,陽極電極反應為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,OH-被消耗,工作一段時間后,左右兩室溶液的pH減小,D錯誤。4.C解析電解池陽極連接電源正極,陰極連接電源負極,右側電極的電極反應為2H++2e-H2↑,則右側電極為陰極,故左側電極為陽極,a為電源正極,b為電源負極,電極電勢a>b,A正確;左側電極為陽極,電極反應式為C2H5OH+Cl--2e-C2H5OCl+H+,B正確;C2H5OCl先轉化為CH3CHO,CH3CHO再與C2H5OH反應生成水和DDE,則CH3CHO為中間產物,C錯誤;產生1molDDE需要消耗1molCH3CHO,而1molCH3CH2OH轉化為1molCH3CHO需要轉移2mole-,每產生1molDDE,電路中通過2mole-,D正確。5.D解析將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽轉換為1,5-戊二胺,實現無害化提取,則生物發(fā)酵液中SO42-應通過n膜進入H2SO4溶液,應通過m膜進入產品室,并與BPM表面產生的OH-生成水和產品。陽離子向a極移動,a極是陰極,則b極是陽極,故a極的電勢比b極的低,A正確;m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜,B正確;電解過程中SO42-進入H2SO4極室生成H2SO4,溶液pH逐漸減小,C正確;b極區(qū)是陽極區(qū),電滲析過程生成O2,每生成11.2L氣體(標準狀況)轉移2mol電子,而生成1mol時,a極轉移2mol電子,故理論上可生成1mol1,5-6.BD解析根據圖1鈉堿循環(huán)脫硫示意可知,Na2SO3吸收SO2得到NaHSO3,溶液從pH>8變成pH<6,則圖2中要再生吸收液,NaHSO3需要轉化為Na2SO3;M室亞硫酸根和亞硫酸氫根與H+結合生成高濃度SO2;N室NaHSO3與OH-生成Na2SO3。在電解池中,陽離子向陰極方向遷移,陰離子向陽極方向遷移,故雙極膜右側得到的是H+,左側得到OH-,A錯誤;N室的HSO3-與雙極膜解離出的OH-反應生成SO32-,從而實現再生,再生吸收液從N室流出,B正確;陽極發(fā)生的電極反應是2H2O-4e-O2↑+4H+,陰極發(fā)生的電極反應是4H2O+4e-4OH-+2H2↑,則根據得失電子數相等,相同條件下,陽極和陰極產生的氣體體積比為1∶2,C錯誤;M室中SO32-、HSO3-分別與雙極膜解離出的H7.D解析根據圖示,電極a放出氧氣,電極a為陽極,A正確;陰極上二氧化碳得電子生成甲醇,電極反應式為CO2+6HCO3-+6e-CH3OH+6CO32-+H2O,B正確;陽極上發(fā)生反應2H2O-4e-4H++O2↑,產生1molO2時,電路中轉移4mol電子,為平衡電荷,應有4mol氫離子通過質子交換膜由左向右移動,C正確;總反應為2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,電解過程中左側需補充H2O,不需補充KHCO38.C解析該濃差電池最終交換膜兩側硫酸銅溶液濃度相等,即陰離子交換膜左側溶液c(CuSO4)增大,右側c(CuSO4)減小,又因為只允許陰離子遷移,故交換膜左側銅極溶解,使左側溶液中c(Cu2+)增大;交換膜右側銅極上析出銅,使右側溶液中c(Cu2+)減小,即Cu(1)極為負極,發(fā)生氧化反應Cu-2e-Cu2+;Cu(2)極為正極,發(fā)生還原反應Cu2++2e-Cu,SO42-由陰離子交換