题型强化练十三　新型化学电源、电解技术的分析应用.docx

题型强化练十三新型化学电源、电解技术的分析应用

1．(2023·广东珠海第一中学学年高三2月模拟)我国科学家研究出一种新型水系Zn-C2H2电池(装置如图甲所示)，既能实现乙炔加氢又能发电；同时开发新型催化剂，实现CO2电催化加氢制备C3H6(装置如图乙所示)。下列说法错误的是()

A．甲、乙两装置相互连接时，a口应接c口

B．离子交换膜M与N不能选择相同的交换膜

C．a极的电极反应式为C2H2＋2e－＋2H2O===C2H4＋2OH－

D．甲、乙两装置相互连接时，理论上每消耗1molCO2，b极质量增大48g

答案A

解析甲装置中，Zn被氧化，所以b电极为负极，a电极为正极；乙池中d电极上H2O被氧化为O2，所以d电极为阳极，c电极为阴极。c为阴极，与电源负极相连，即与b口相连，A错误；装置甲中通过氢氧根迁移来平衡电荷，离子交换膜为阴离子交换膜，装置乙中通过氢离子迁移平衡电荷，为质子交换膜，B正确；a电极上C2H2被还原为C2H4，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为C2H2＋2e－＋2H2O===C2H4＋2OH－，C正确；c电极上的反应为3CO2＋18e－＋18H＋===C3H6＋6H2O，b电极的反应为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，增大的质量为O原子的质量，消耗1molCO2转移6mol电子，b电极上增加3molO原子的质量，即为48g，D正确。

2．(2023·江苏无锡高三调研)如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是()

A．N极为负极，发生氧化反应

B．电池工作时，N极附近溶液pH减小

C．M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋

D．处理0.1molCr2Oeq\o\al(2－,7)时，有1.4molH＋从交换膜左侧向右侧迁移

答案C

解析由图可知，有机物失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，则M极为负极；重铬酸根离子得到电子发生还原反应，则N极为正极；电池工作时，重铬酸根离子得到电子发生还原反应生成Cr3＋，其反应式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，N极附近消耗氢离子，溶液pH变大，B错误；有机物失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋，C正确；根据电子守恒可知，Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6H＋，则处理0.1molCr2Oeq\o\al(2－,7)时，有0.6molH＋从交换膜左侧向右侧迁移，D错误。

3．(2023·杭州第二中学高三下学期3月模拟)由我国科学家设计的Mg-Li双盐具有较高的电池效率，其工作原理如图所示，下列说法错误的是()

A．放电时，正极电极反应式为FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2S

B．充电时，Mg电极发生了还原反应

C．充电时，每生成1molMg，电解质溶液质量减少24g

D．电解液含离子迁移速率更快的Li＋，提高了电流效率

答案C

解析放电时Mg转化为Mg2＋，所以右侧电极为负极，左侧电极为正极，FeS得电子生成Fe和Li2S，电极反应式为FeS＋2e－＋2Li＋===Fe＋Li2S，A正确；充电时Mg2＋转化为Mg，被还原，Mg电极发生了还原反应，B正确；充电时阳极反应式为Fe＋Li2S－2e－===FeS＋2Li＋，每生成1molMg，消耗1molMg2＋，转移2mol电子，同时生成2molLi＋，所以电解质溶液质量减少24g－2×7g＝10g，C错误；电解液中含离子迁移速率更快的Li＋，增强了导电性，提高了电流效率，D正确。

4．利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。

下列说法正确的是()

A．正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O

B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C．工作一段时间后A室pH下降，C室pH升高

D．处理1molCH3COO－理论上B室中有7molCl－发生迁移

答案C

解析a极上CH3COO－失电子生成CO2，a极为负极，b极氧气得电子，b极为正极，据此分析解答。b极氧气得电子，电解质环境为碱性，电极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故A错误；该装置可实现海水淡化，则B室中钠离子应透过隔膜2进入正极区，B室中氯离子透过隔膜1进入A室，隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，故B错误；A室电极反应：CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋，反应生成氢离子pH下降，C室电极反应