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课时跟踪检测(二十六) 新型化学电源、离子交换膜的应用(题型课)
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这是一份课时跟踪检测(二十六) 新型化学电源、离子交换膜的应用(题型课)，共10页。试卷主要包含了浓差电池有多种，电解原理在化学工业中有广泛应用，根据下列要求回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
1．(2021·淄博模拟)一种碳纳米管新型二次电池的装置如图所示。下列说法中正确的是( )
A．离子交换膜选用阳离子交换膜(只允许阳离子通过)
B．正极的电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
C．导线中通过1 ml电子时，理论上负极区溶液质量增加1 g
D．充电时，碳电极与电源的正极相连
解析：选B 根据装置图，碳电极通入氢气，发生氧化反应，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，Ni电极NiO(OH)→Ni(OH)2，发生还原反应，电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，碳电极是负极，Ni电极是正极。离子交换膜选用阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，故A错误，B正确；导线中通过1 ml电子时，负极生成1 ml水，理论上负极区溶液质量增加18 g，故C错误；充电时，负极与电源负极相连，所以碳电极与电源的负极相连，故D错误。
2．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．b为电源的负极，d为电解池的阳极
B．过程①②中捕获CO2时碳的化合价发生了变化
C．a极的电极反应式为2C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) －4e－===4CO2↑＋O2↑
D．上述装置中总反应的化学方程式为C＋O2===CO2
解析：选C 总反应为CO2 eq \(=====,\s\up7(电解)) C＋O2↑。a电极为C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 失去电子，发生氧化反应生成氧气，是电解池的阳极，连接电源的正极，即b为正极，A错误；过程①捕获CO2时生成的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 中的碳元素的化合价是＋4价，②捕获CO2时生成的CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 中的碳元素的化合价是＋4价，碳的化合价均未发生变化，B错误；由电解装置可知，a极的电极反应式为2C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) －4e－===4CO2↑＋O2↑，C正确；由电解装置可知，a电极生成氧气，d电极为碳酸根得电子生成碳单质，电解总反应为CO2 eq \(=====,\s\up7(电解)) C＋O2↑，D错误。
3．(2021·潍坊模拟)海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。下列说法正确的是( )
A．b膜是阳离子交换膜
B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成
C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHAD.B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
解析：选A 因为阴极是阳离子反应，所以b膜为阳离子交换膜，选项A正确；A极室Cl－在阳极失电子生成氯气，但不产生沉淀，选项B错误；淡化工作完成后，A室Cl－失电子生成氯气，部分溶于水溶液呈酸性，B室H＋得电子生成氢气，OH－浓度增大，溶液呈碱性，C室溶液呈中性，pH大小为pHA4．(2021·德州模拟)十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下。当该装置工作时，下列说法正确的是( )
A．盐桥中Cl－向Y极移动
B．电路中流过7.5 ml电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8 L
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，周围pH增大
解析：选D 根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图可知，装置属于原电池装置，X是负极，发生失电子的氧化反应，Y是正极，发生得电子的还原反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，电解质中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极流向正极。根据以上分析，则氯离子向X极移动，故A错误；电池总反应为5NH3＋3NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===4N2＋6H2O＋3OH－，转移15 ml电子生成4 ml氮气，故电路中流过7.5 ml电子时，产生2 ml氮气，即44.8 L(标准状况)，B错误；电流由正极流向负极，即由Y极沿导线流向X极，故C错误；Y是正极，发生得电子的还原反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，周围pH增大，故D正确。
5．(2021·芜湖模拟)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A．放电时Li＋从左边移向右边，PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．充电时，M极连接电源的负极，电极反应为6C＋xe－===C eq \\al(\s\up1(x－),\s\d1(6))
D．紧急情况时，电解质可以用Li2SO4饱和溶液代替
解析：选B 放电时，阳离子向正极移动，隔膜只允许Li＋通过，所以Li＋从左边移向右边，PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 不发生移动，A错误；放电时，M电极上失电子发生氧化反应，N电极上得电子发生还原反应，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B正确；充电时M为阴极，连接原电池负极，该电极上得电子发生还原反应，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，C错误；锂单质会与水发生反应，所以不可以用水溶液作电解质溶液，D错误。
6．(2021·南宁模拟)DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是( )
A．X极为正极，电流经X流向外电路
B．Y极发生的还原反应为H2O2＋2e－===2OH－
C．X极区溶液的pH逐渐减小
D．每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1的H2O2电路中转移1.0 ml e－
解析：选A 由电池的总反应NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O可知，X电极上NaBH4发生失去电子的氧化反应，作负极，则Y极作正极，电子经X流向外电路流入Y，电流经Y流向外电路，故A错误；该电池中Y极为正极，电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故B正确；X极为负极，电极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O，所以X极区溶液的pH逐渐减小，故C正确；由电极反应式H2O2＋2e－===2OH－可知，每消耗1 ml H2O2电路中转移2 ml e－，所以每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1即0.50 ml H2O2，电路中转移1.0 ml e－，故D正确。
7．(2020·信阳高二检测)浓差电池有多种：一种是利用物质氧化性或还原性强弱与浓度的关系设计的原电池(如图1)，一种是根据电池中存在浓度差会产生电动势而设计的原电池(如图2)。图1所示原电池能在一段时间内形成稳定电流；图2所示原电池既能从浓缩海水中提取LiCl，又能获得电能。下列说法错误的是( )
A．图1电流计指针不再偏转时，左右两侧溶液浓度恰好相等
B．图1电流计指针不再偏转时向左侧加入NaCl或AgNO3或Fe粉，指针又会偏转且方向相同
C．图2中Y极每生成1 ml Cl2，a极区得到2 ml LiCl
D．两个原电池外电路中电子流动方向均为从右到左
解析：选B 图1中电流计指针不再偏转时，左右两侧溶液浓度恰好相等，故A正确；开始时图1左边为正极，右边为负极，图1电流计指针不再偏转时向左侧加入NaCl或Fe，左侧银离子浓度减小，则左边为负极，右边为正极，加入AgNO3，左侧银离子浓度增加，则左边为正极，右边为负极，因此指针又会偏转但方向不同，故B错误；图2中Y极每生成1 ml Cl2，转移2 ml电子，因此2 ml Li＋移向a极得到2 ml LiCl，故C正确；两个电极左边都为正极，右边都为负极，因此两个原电池外电路中电子流动方向均为从右到左，故D正确。
8．(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是________，负极发生的反应式为_______________
_________________________________________________________。
②电池工作时，OH－移向极________(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移5 ml电子时，至少消耗燃料肼________ g。
(2)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为：Li1－xMnO4＋Lix eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiMnO4，下列有关说法不正确的是________(填字母)。
A．放电时电池的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4
B．放电过程中，石墨没有得失电子
C．该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作
D．充电时电池上标有“－”的电极应与外接电源的负极相连
解析：(1)①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O；②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH－移向a电极；③负极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，转移4 ml电子时消耗肼32 g，则转移5 ml电子消耗肼：32 g× eq \f(5,4) ＝40 g。(2)根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为xLi－xe－===xLi＋，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4，故A正确；放电过程中，根据总反应式Li1－xMnO4＋Lix eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiMnO4，可判断石墨没有得失电子，故B正确；Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作，故C错误；充电过程是放电的逆向过程，所以标有“－”的电极应与外接电源的负极相连，故D正确。
答案：(1)①空气或氧气 N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O ②a ③40 (2)C
9．电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
b极的电极反应式为_______________________________________________________。
(2)电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生反应的电极反应式__________________________________。
②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ ml。
(3)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为_____________
___________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________。
解析：(1)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 失去电子被氧化成SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，电极反应式为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋。(2)①据图知，电解时，左室中电极上水放电生成氢气，则左室为阴极室，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右室为阳极室，阳极通入的是含氮氧化物，生成的是硝酸，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋；②根据阴、阳两极反应式知若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，线路中转移0.1 ml电子，阴极区生成的OH－为0.1 ml，为维持电荷守恒，则通过阳离子交换膜的H＋为0.1 ml。(3)①与b极相连的电极上SO2→H2SO4，硫元素化合价升高，发生氧化反应，该电极是阳极，b为正极，则a是负极；②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，溶液显酸性，所以阴极的电极反应式为2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O；③吸收NO的原理是NO与S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 反应生成氮气和HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，离子方程式为2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
答案：(1)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋
(2)①NO2－e－＋H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋ ②0.1
(3)①负
②2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O
③2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
10．根据下列要求回答下列问题。
(1)次磷酸钴[C(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图：
则C的电极反应式为____________________，A、B、C为离子交换膜，其中B为________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
(2)我国科研人员研制出的可充电“NaCO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方程式为4Na＋3CO2 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) 2Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：
①放电时，正极的电极反应式为____________________________________________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为________。
③可选用高氯酸钠四甘醇二甲醚作电解液的理由是____________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)以金属钴和次磷酸钠为原料，用电解法制备次磷酸钴[C(H2PO2)2]，C的化合价从0升高到＋2，则C的电极反应式为C－2e－===C2＋，产品室可得到次磷酸钴的原因是阳极室中的C2＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 通过阴离子交换膜进入产品室与C2＋结合生成C(H2PO2)2，所以B是阴离子交换膜。(2)①放电时，正极发生得到电子的还原反应，则根据总反应式可知电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C；②根据反应式可知每转移4 ml电子，正极质量增加2×106 g＋12 g＝224 g，所以当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为 eq \f(28 g,224 g) ×4 ml＝0.5 ml。③根据题干信息以及金属钠的化学性质可知可选用高氯酸钠四甘醇二甲醚作电解液的理由是其导电性好、与金属钠不反应、难挥发等。
答案：(1)C－2e－===C2＋ 阴
(2)①3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C
②0.5 ml ③导电性好、与金属钠不反应、难挥发等(答案合理即可)
1．(2021·淄博模拟)一种碳纳米管新型二次电池的装置如图所示。下列说法中正确的是( )
A．离子交换膜选用阳离子交换膜(只允许阳离子通过)
B．正极的电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
C．导线中通过1 ml电子时，理论上负极区溶液质量增加1 g
D．充电时，碳电极与电源的正极相连
解析：选B 根据装置图，碳电极通入氢气，发生氧化反应，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，Ni电极NiO(OH)→Ni(OH)2，发生还原反应，电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，碳电极是负极，Ni电极是正极。离子交换膜选用阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，故A错误，B正确；导线中通过1 ml电子时，负极生成1 ml水，理论上负极区溶液质量增加18 g，故C错误；充电时，负极与电源负极相连，所以碳电极与电源的负极相连，故D错误。
2．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．b为电源的负极，d为电解池的阳极
B．过程①②中捕获CO2时碳的化合价发生了变化
C．a极的电极反应式为2C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) －4e－===4CO2↑＋O2↑
D．上述装置中总反应的化学方程式为C＋O2===CO2
解析：选C 总反应为CO2 eq \(=====,\s\up7(电解)) C＋O2↑。a电极为C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 失去电子，发生氧化反应生成氧气，是电解池的阳极，连接电源的正极，即b为正极，A错误；过程①捕获CO2时生成的C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) 中的碳元素的化合价是＋4价，②捕获CO2时生成的CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 中的碳元素的化合价是＋4价，碳的化合价均未发生变化，B错误；由电解装置可知，a极的电极反应式为2C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(5)) －4e－===4CO2↑＋O2↑，C正确；由电解装置可知，a电极生成氧气，d电极为碳酸根得电子生成碳单质，电解总反应为CO2 eq \(=====,\s\up7(电解)) C＋O2↑，D错误。
3．(2021·潍坊模拟)海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。下列说法正确的是( )
A．b膜是阳离子交换膜
B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成
C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA
解析：选A 因为阴极是阳离子反应，所以b膜为阳离子交换膜，选项A正确；A极室Cl－在阳极失电子生成氯气，但不产生沉淀，选项B错误；淡化工作完成后，A室Cl－失电子生成氯气，部分溶于水溶液呈酸性，B室H＋得电子生成氢气，OH－浓度增大，溶液呈碱性，C室溶液呈中性，pH大小为pHA
A．盐桥中Cl－向Y极移动
B．电路中流过7.5 ml电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8 L
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，周围pH增大
解析：选D 根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图可知，装置属于原电池装置，X是负极，发生失电子的氧化反应，Y是正极，发生得电子的还原反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，电解质中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极流向正极。根据以上分析，则氯离子向X极移动，故A错误；电池总反应为5NH3＋3NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===4N2＋6H2O＋3OH－，转移15 ml电子生成4 ml氮气，故电路中流过7.5 ml电子时，产生2 ml氮气，即44.8 L(标准状况)，B错误；电流由正极流向负极，即由Y极沿导线流向X极，故C错误；Y是正极，发生得电子的还原反应：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，周围pH增大，故D正确。
5．(2021·芜湖模拟)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜为阳离子交换膜，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A．放电时Li＋从左边移向右边，PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．充电时，M极连接电源的负极，电极反应为6C＋xe－===C eq \\al(\s\up1(x－),\s\d1(6))
D．紧急情况时，电解质可以用Li2SO4饱和溶液代替
解析：选B 放电时，阳离子向正极移动，隔膜只允许Li＋通过，所以Li＋从左边移向右边，PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 不发生移动，A错误；放电时，M电极上失电子发生氧化反应，N电极上得电子发生还原反应，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B正确；充电时M为阴极，连接原电池负极，该电极上得电子发生还原反应，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，C错误；锂单质会与水发生反应，所以不可以用水溶液作电解质溶液，D错误。
6．(2021·南宁模拟)DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是( )
A．X极为正极，电流经X流向外电路
B．Y极发生的还原反应为H2O2＋2e－===2OH－
C．X极区溶液的pH逐渐减小
D．每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1的H2O2电路中转移1.0 ml e－
解析：选A 由电池的总反应NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O可知，X电极上NaBH4发生失去电子的氧化反应，作负极，则Y极作正极，电子经X流向外电路流入Y，电流经Y流向外电路，故A错误；该电池中Y极为正极，电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故B正确；X极为负极，电极反应式为BH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O，所以X极区溶液的pH逐渐减小，故C正确；由电极反应式H2O2＋2e－===2OH－可知，每消耗1 ml H2O2电路中转移2 ml e－，所以每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1即0.50 ml H2O2，电路中转移1.0 ml e－，故D正确。
7．(2020·信阳高二检测)浓差电池有多种：一种是利用物质氧化性或还原性强弱与浓度的关系设计的原电池(如图1)，一种是根据电池中存在浓度差会产生电动势而设计的原电池(如图2)。图1所示原电池能在一段时间内形成稳定电流；图2所示原电池既能从浓缩海水中提取LiCl，又能获得电能。下列说法错误的是( )
A．图1电流计指针不再偏转时，左右两侧溶液浓度恰好相等
B．图1电流计指针不再偏转时向左侧加入NaCl或AgNO3或Fe粉，指针又会偏转且方向相同
C．图2中Y极每生成1 ml Cl2，a极区得到2 ml LiCl
D．两个原电池外电路中电子流动方向均为从右到左
解析：选B 图1中电流计指针不再偏转时，左右两侧溶液浓度恰好相等，故A正确；开始时图1左边为正极，右边为负极，图1电流计指针不再偏转时向左侧加入NaCl或Fe，左侧银离子浓度减小，则左边为负极，右边为正极，加入AgNO3，左侧银离子浓度增加，则左边为正极，右边为负极，因此指针又会偏转但方向不同，故B错误；图2中Y极每生成1 ml Cl2，转移2 ml电子，因此2 ml Li＋移向a极得到2 ml LiCl，故C正确；两个电极左边都为正极，右边都为负极，因此两个原电池外电路中电子流动方向均为从右到左，故D正确。
8．(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是________，负极发生的反应式为_______________
_________________________________________________________。
②电池工作时，OH－移向极________(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移5 ml电子时，至少消耗燃料肼________ g。
(2)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为：Li1－xMnO4＋Lix eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiMnO4，下列有关说法不正确的是________(填字母)。
A．放电时电池的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4
B．放电过程中，石墨没有得失电子
C．该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作
D．充电时电池上标有“－”的电极应与外接电源的负极相连
解析：(1)①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O；②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH－移向a电极；③负极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，转移4 ml电子时消耗肼32 g，则转移5 ml电子消耗肼：32 g× eq \f(5,4) ＝40 g。(2)根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为xLi－xe－===xLi＋，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋＋xe－===LiMnO4，故A正确；放电过程中，根据总反应式Li1－xMnO4＋Lix eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) LiMnO4，可判断石墨没有得失电子，故B正确；Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作，故C错误；充电过程是放电的逆向过程，所以标有“－”的电极应与外接电源的负极相连，故D正确。
答案：(1)①空气或氧气 N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O ②a ③40 (2)C
9．电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
b极的电极反应式为_______________________________________________________。
(2)电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生反应的电极反应式__________________________________。
②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ ml。
(3)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为_____________
___________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________。
解析：(1)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 失去电子被氧化成SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，电极反应式为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋。(2)①据图知，电解时，左室中电极上水放电生成氢气，则左室为阴极室，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右室为阳极室，阳极通入的是含氮氧化物，生成的是硝酸，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋；②根据阴、阳两极反应式知若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，线路中转移0.1 ml电子，阴极区生成的OH－为0.1 ml，为维持电荷守恒，则通过阳离子交换膜的H＋为0.1 ml。(3)①与b极相连的电极上SO2→H2SO4，硫元素化合价升高，发生氧化反应，该电极是阳极，b为正极，则a是负极；②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，溶液显酸性，所以阴极的电极反应式为2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O；③吸收NO的原理是NO与S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 反应生成氮气和HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，离子方程式为2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
答案：(1)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋
(2)①NO2－e－＋H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋ ②0.1
(3)①负
②2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O
③2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
10．根据下列要求回答下列问题。
(1)次磷酸钴[C(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图：
则C的电极反应式为____________________，A、B、C为离子交换膜，其中B为________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
(2)我国科研人员研制出的可充电“NaCO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方程式为4Na＋3CO2 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) 2Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：
①放电时，正极的电极反应式为____________________________________________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为________。
③可选用高氯酸钠四甘醇二甲醚作电解液的理由是____________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)以金属钴和次磷酸钠为原料，用电解法制备次磷酸钴[C(H2PO2)2]，C的化合价从0升高到＋2，则C的电极反应式为C－2e－===C2＋，产品室可得到次磷酸钴的原因是阳极室中的C2＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 通过阴离子交换膜进入产品室与C2＋结合生成C(H2PO2)2，所以B是阴离子交换膜。(2)①放电时，正极发生得到电子的还原反应，则根据总反应式可知电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C；②根据反应式可知每转移4 ml电子，正极质量增加2×106 g＋12 g＝224 g，所以当正极增加的质量为28 g时，转移电子的物质的量为 eq \f(28 g,224 g) ×4 ml＝0.5 ml。③根据题干信息以及金属钠的化学性质可知可选用高氯酸钠四甘醇二甲醚作电解液的理由是其导电性好、与金属钠不反应、难挥发等。
答案：(1)C－2e－===C2＋ 阴
(2)①3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C
②0.5 ml ③导电性好、与金属钠不反应、难挥发等(答案合理即可)
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