新高考化学二轮复习高频考点25 离子交换膜的作用（含解析）.docVIP

高频考点25 离子交换膜作用 1．（双选）（2022·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 SKIPIF 1 < 0 ，将废旧锂离子电池的正极材料 SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，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 SKIPIF 1 < 0 D．若甲室 SKIPIF 1 < 0 减少 SKIPIF 1 < 0 ，乙室 SKIPIF 1 < 0 增加 SKIPIF 1 < 0 ，则此时已进行过溶液转移 1.BD A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+，电极反应式为CH3COO--8 e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+，H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐渐减小，A错误；B．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为C SKIPIF 1 < 0 o2+，同时得到Li+，其中的O2-与溶液中的H+结合H2O，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，负极发生的反应为CH3COO--8 e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+，负极产生的H+通过阳膜进入正极室，但是乙室的H+浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误；D．若甲室Co2+减少200 mg，则电子转移物质的量为n(e-)= SKIPIF 1 < 0 ；若乙室Co2+增加300 mg，则转移电子的物质的量为n(e-)= SKIPIF 1 < 0 ，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；故合理选项是BD。 2．（2021·湖北卷）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．电解时只允许H+通过离子交换膜 B．生成O2和H2的质量比为8∶1 C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D．CrO3的生成反应为：Cr2O SKIPIF 1 < 0 +2H+=2CrO3+H2O 2.A A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是 SKIPIF 1 < 0 ，A项错误；B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B项正确；C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液 SKIPIF 1 < 0 的浓度增大，C项正确：D．电解过程中阳极区 SKIPIF 1 < 0 的浓度增大， SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，D项正确。故选A。 3．（2021·广东卷）钴( SKIPIF 1 < 0 )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 SKIPIF 1 < 0 均增大 B．生成 SKIPIF 1 < 0 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少 SKIPIF 1 < 0 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： SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 3.D A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B．由分析可知，阴极生成1mol钴，阳极有1mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O SKIPIF 1 < 0