第09練-以隔膜在電化學(xué)中的功能突破電解原理(解析版)

第09練以隔膜在電化學(xué)中的功能突破電解原理【知識(shí)結(jié)構(gòu)】【思維模型】【解題步驟】1．下列各圖所示裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．圖甲，驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕 B．圖乙，保護(hù)水體中的鋼鐵設(shè)備C．圖丙，在鐵制品表面鍍鋅 D．圖丁，蒸干FeSO4溶液制綠礬晶體【答案】A【解析】【詳解】A．由圖可知，用食鹽水浸泡過的鐵釘在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，插入水中的導(dǎo)氣管會(huì)產(chǎn)生液柱，故A正確；B．由圖可知，鐵比銅活潑，形成鐵銅原電池時(shí)，鐵做原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，則不能用此裝置保護(hù)水體中的鋼鐵設(shè)備，故B錯(cuò)誤；C．在鐵制品表面鍍鋅時(shí)，鋅應(yīng)做電鍍池的陽極，鐵制品做陰極，電解質(zhì)溶液選用硫酸鋅溶液，由圖可知，電解質(zhì)溶液為硫酸亞鐵溶液，所以不可能在鐵制品表面鍍鋅，故C錯(cuò)誤；D．硫酸亞鐵具有還原性，蒸干硫酸亞鐵溶液時(shí)，硫酸亞鐵被空氣中氧氣氧化生成硫酸鐵，最終得到硫酸鐵，無法制得綠礬晶體，故D錯(cuò)誤；故選A。2．鉛酸蓄電池的工作原理為：，下列判斷錯(cuò)誤的是A．K閉合時(shí)，c電極反應(yīng)為B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的為0.2molC．K閉合時(shí)，Ⅱ中向c電極遷移D．K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極【答案】C【解析】【分析】分析題給裝置圖，當(dāng)K閉合時(shí)，Ⅰ為原電池，Ⅱ?yàn)殡娊獬?。結(jié)合原電池、電解池原理進(jìn)行分析判斷。【詳解】A．K閉合時(shí)，Ⅰ為原電池，根據(jù)鉛蓄電池的工作原理，可知a電極為正極，b電極為負(fù)極，則Ⅱ中c電極與b相連為陰極、電極反應(yīng)為；A項(xiàng)正確；B．按上述總反應(yīng)式，裝置Ⅰ存在~2e-，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于消耗的硫酸的物質(zhì)的量，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的硫酸的量為0.2mol，B項(xiàng)正確；C．K閉合時(shí)，Ⅱ中c電極與Ⅰ中原電池的負(fù)極相連，則c電極為陰極，根據(jù)電解池原理，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，則Ⅱ中向d電極遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．K閉合一段時(shí)間，也就是充電一段時(shí)間后Ⅱ可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時(shí)做電源的負(fù)極，d表面生成PbO2，做電源的正極，D項(xiàng)正確；答案選C。3．利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是B．電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2+濃度不變C．在鐵片上鍍銅時(shí)，X是純銅D．制取金屬鎂時(shí)，Z是氯化鎂溶液【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖示可知X電極為陽極，在陽極上Cl-失去電子變?yōu)镃l2，故陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，A錯(cuò)誤；B．電解精煉銅時(shí)，陽極上Cu及活動(dòng)性比Cu強(qiáng)的金屬變?yōu)榻饘訇栯x子進(jìn)入溶液，陰極上只有Cu2+得到電子變?yōu)閱钨|(zhì)Cu，根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知Z溶液中的Cu2+濃度會(huì)減小，B錯(cuò)誤；C．在鐵片上鍍銅時(shí)，陽極X是純銅，陰極Y是鐵片，C正確；D．制取金屬鎂時(shí)，應(yīng)該使用電解熔融的MgCl2的方法，不能電解MgCl2溶液，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是C。4．H3PO2為一元中強(qiáng)酸，可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯(cuò)誤的是A．NaH2PO2溶液一定呈堿性B．電解過程中，會(huì)從陽極室穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，Na+會(huì)從陰極室擴(kuò)散至原料室C．若將圖中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，合并陽極室與產(chǎn)品室，則產(chǎn)品中會(huì)混有H3PO4雜質(zhì)D．陽極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+【答案】B【解析】【分析】左側(cè)石墨與電源正極相連，為電解池的陽極，發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室；左側(cè)的石墨電極為陰極，2H2O+2e-=2OH-+H2↑，原料室中的Na+透過陽膜進(jìn)入陰極室；原料室中的通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室。【詳解】A．H3PO2為一元中強(qiáng)酸，NaOH為強(qiáng)堿，所以NaH2PO2為弱酸強(qiáng)堿鹽，溶液一定呈堿性，A正確；B．由分析可知，電解過程中，Na+通過陽膜從原料室擴(kuò)散至陰極室，B錯(cuò)誤；C．若將圖中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，則陽極生成的O2會(huì)將其氧化為H3PO4，從而使產(chǎn)品中混有H3PO4雜質(zhì)，C正確；D．由分析可知，在陽極，水失電子生成O2和H+，則陽極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，D正確；故選B。5．如圖是氯堿工業(yè)中的電解裝置，下列說法不正確的是A．電解總反應(yīng)式為：B．陽極電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑C．離子膜可以防止OH-移向陽極D．e處加入飽和食鹽水，d處加入純水【答案】D【解析】【詳解】A．電解飽和食鹽水，在陽極上Cl-失去電子變?yōu)镃l2，在陰極上H2O電離產(chǎn)生的H+得到電子變?yōu)镠2，溶液中產(chǎn)生的OH-與Na+結(jié)合為NaOH，故電解的總反應(yīng)方程式為：，A正確；B．由于陰離子的放電能力：Cl-＞OH-，所以陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，B正確；C．OH-是陰極反應(yīng)產(chǎn)生的微粒，離子膜可以防止OH-移向陽極，與陽極產(chǎn)生的Cl2發(fā)生反應(yīng)，C正確；D．電解時(shí)陽極Cl-放電產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生NaOH溶液，為提高電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力，在d處加入精制食鹽水，在e處加入稀NaOH溶液，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是D。6．水系鈉離子電池有望代替鋰離子電池和鉛酸電池，工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，電極N上的電勢(shì)高于電極M上的電勢(shì)B．充電時(shí)，光電極參與該過程C．該交換膜為陰離子交換膜D．放電時(shí)總反應(yīng)為：【答案】C【解析】【分析】放電時(shí)，電極M上在負(fù)極上被氧化為，負(fù)極電極反應(yīng)式為，電極N上得電子轉(zhuǎn)化為，正極電極反應(yīng)式為；【詳解】A．由圖可知，放電時(shí)，電極N上轉(zhuǎn)化為，碘元素的被還原，因此電極N為正極，電極M為負(fù)極，電極N上的電勢(shì)高于電極M上的電勢(shì)，故A正確；B．充電時(shí)在光電極上失電子被氧化為，因此充電時(shí)，光電極參與該過程，故B正確；C．由圖可知，交換膜允許鈉離子自由通過，所以該交換膜為陽離子交換膜，故C錯(cuò)誤；D．在負(fù)極上被氧化為，電極反應(yīng)式為，正極電極反應(yīng)式為，總反應(yīng)為，故D正確；故選：C。7．近期，天津大學(xué)化學(xué)團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖。下列說法不正確的是A．Ni2P電極與電源正極相連B．在In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應(yīng)為：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-C．In/In2O3-x電極上可能有副產(chǎn)物H2生成D．一段時(shí)間后，右側(cè)電極室內(nèi)溶液pH顯著降低【答案】A【解析】【分析】該裝置為電解池，左側(cè)二氧化碳得電子生成甲酸根，電極反應(yīng)為CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-，左側(cè)電極為陰極，右側(cè)為陽極，接電源正極，電極反應(yīng)為?！驹斀狻緼．左側(cè)電極為陰極，Ni2P電極與電源負(fù)極相連，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分析，在左側(cè)電極發(fā)生的反應(yīng)正確，B正確；C．左側(cè)電極為陰極，水可能得電子生成氫氣，故可能有副產(chǎn)物H2生成，C正確；D．右側(cè)電極為陽極，從陽極電極方程式可以看出，當(dāng)電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，氫氧根遷移過來的物質(zhì)的量也是2mol，最終被消耗生成水，辛胺濃度降低，溶液的pH降低，D正確；故選A。8．以鋰硫電池(電池的總反應(yīng)為2Li+xS=Li2Sx)為電源，電解含(NH4)2SO4的廢水制備硫酸和化肥的原理如圖(不考慮其他雜質(zhì)離子的反應(yīng))。下列說法正確的是A．a(chǎn)為鋰硫電池的負(fù)極B．電解池中膜1和膜2都是陽離子交換膜C．鋰硫電池每消耗2.8g鋰，理論上M室產(chǎn)生2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．電解一段時(shí)間后，原料室中溶液的pH會(huì)下降【答案】C【解析】【分析】以鋰硫電池為電源，通過電解含(NH4)2SO4的廢水制備硫酸和磷酸，M室得到硫酸說明是氫氧根離子放電，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑，則a為正極，b為負(fù)極；【詳解】A．上述分析可知a為正極，為鋰硫電池的正極，故A錯(cuò)誤；B．電解池中陰離子移向陽極，通過陰膜由原料室移向M室，則膜1為陰離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．由鋰硫電池2Li+xS═Li2Sx可得負(fù)極反應(yīng)式為2Li+-2e-=Li2Sx，消耗2.8g鋰即物質(zhì)的量為，轉(zhuǎn)移0.4mole-，M室的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑，生成0.1mol氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積為V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故C正確；D．N室的電極反應(yīng)是溶液中氫離子放電生成氫氣，M室是氫氧根離子放電生成氧氣，本質(zhì)是電解水，原料室中溶液的pH不變，故D錯(cuò)誤；故選：C。9．今年2月我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在CO2電化學(xué)還原反應(yīng)機(jī)理的研究上取得新突破，明確了CO2電化學(xué)還原反應(yīng)的控速步驟為CO2吸附過程。CO2電化學(xué)還原法中采用TiO2納米管作電解池工作電極，惰性電極作輔助電極，以一定流速通入CO2，測(cè)得CO2生成CO的產(chǎn)率接近80%。下列說法不正確的是A．輔助電極與電源正極相連B．工作電極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)為：CO2+2HCO+2e-=CO+2CO+H2OC．電解一段時(shí)間，交換膜左側(cè)溶液的濃度不變D．TiO2納米管的使用是CO產(chǎn)率較高的關(guān)鍵【答案】C【解析】【分析】該裝置為電解池，利用二氧化碳制備一氧化碳，二氧化碳在工作電極處通入，應(yīng)得電子生成一氧化碳，故工作電極為陰極，與電源負(fù)極相連；惰性電極為陽極，與電源正極相連。【詳解】A．根據(jù)分析，惰性電極為陽極，與電源正極相連，A正確；B．工作電極為陰極，主要發(fā)生的電極反應(yīng)為：CO2+2HCO+2e-=CO+2CO+H2O，B正確；C．陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為：，陽極區(qū)總反應(yīng)為：，隔膜為陽離子交換膜，鉀離子通過交換膜移向右側(cè)，故左側(cè)碳酸氫鉀溶液濃度降低，C錯(cuò)誤；D．CO2電化學(xué)還原反應(yīng)的控速步驟為CO2吸附過程，TiO2納米管的使用可以增大吸附的接觸面積，是CO產(chǎn)率較高的關(guān)鍵，D正確；故選C。10．CO2制取ZnC2O4的示意圖如圖，下列說法錯(cuò)誤的是A．n為電源的正極B．電解池工作時(shí)，Pb電極上的電極反應(yīng)式為C．電解池工作時(shí)，從右側(cè)電極工作室往左側(cè)電極工作室遷移D．電解池工作時(shí)，外電路電流的流動(dòng)方向?yàn)閙→電源，電源→n【答案】B【解析】【分析】該裝置為電解池，用CO2制取ZnC2O4，則Zn電極為陽極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，Pb電極為陰極，電極反應(yīng)式為2CO2+2e-=。【詳解】A．由分析可知，Zn電極為陽極，則n為電源的正極，A正確；B．由分析可知，Pb電極為陰極，電極反應(yīng)式為2CO2+2e-=，B錯(cuò)誤；C．電解池工作時(shí)，陽離子向陰極移動(dòng)，Zn2+從右側(cè)電極工作室往左側(cè)電極工作室遷移，C正確；D．n為電源的正極，m為電源的負(fù)極，則電解池工作時(shí)，外電路電流的流動(dòng)方向?yàn)閙→電源，電源→n，D正確；故選B。11．一種基于氯堿工業(yè)的分步制氫裝置如圖所示，乙電極材料為[與(0≤x≤1)]，甲、丙電極為Pt電極，下列說法錯(cuò)誤的是A．當(dāng)開關(guān)K撥向b時(shí)，Ⅱ室中經(jīng)過交換膜向左移動(dòng)B．該過程的，總反應(yīng)為C．開關(guān)K反復(fù)撥向a、b電解數(shù)次后，Ⅰ室電解質(zhì)溶液濃度增大，Ⅱ室電解質(zhì)溶液濃度減小D．當(dāng)開關(guān)K撥向a時(shí)，乙電極的電極反應(yīng)式為(0≤x≤1)【答案】D【解析】【分析】Ⅰ室甲電極中H2O變?yōu)镠2，化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，得到電子做電解池的陰極與電源的負(fù)極相連，則M為負(fù)極，N為正極，Ⅱ室變?yōu)镃l2，化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià)，失去電子做電解池的陽極與電源正極相連，則Q為正極，P為負(fù)極，據(jù)此答題?！驹斀狻緼．當(dāng)開關(guān)K撥向b時(shí)，M為負(fù)極，N為正極，甲電極的電極反應(yīng)式為：，陽離子向陰極移動(dòng)，從右往左移動(dòng)，則Ⅱ室中經(jīng)過交換膜向左移動(dòng)，A項(xiàng)正確；B．甲電極的電極反應(yīng)式為：，丙電極電極反應(yīng)式為：，該過程的，總反應(yīng)為，B項(xiàng)正確；C．當(dāng)開關(guān)K撥向a時(shí)，向左移動(dòng)在M電極會(huì)生成NaOH溶液的濃度會(huì)增大，當(dāng)開關(guān)K撥向b時(shí)，向左移動(dòng)到中間的極室，丙電極負(fù)極會(huì)使NaCl的濃度減小，開關(guān)K反復(fù)撥向a、b電解數(shù)次后，Ⅰ室電解質(zhì)溶液濃度增大，Ⅱ室電解質(zhì)溶液濃度減小，C項(xiàng)正確；D．當(dāng)開關(guān)K撥向a時(shí)，乙電極為陽極，電極反應(yīng)式為，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。12．空間站中的物質(zhì)循環(huán)利用是重要研究課題。關(guān)于如下“轉(zhuǎn)化圖”，說法正確的是A．Sabatier反應(yīng)器中反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4B．水電解系統(tǒng)的陽極產(chǎn)物應(yīng)該輸送進(jìn)入Sabatier反應(yīng)器C．采用高壓和合適催化劑均有利于提高Sabatier反應(yīng)器中的反應(yīng)D．由圖可知，該系統(tǒng)中H2O的循環(huán)利用率為100%【答案】A【解析】【分析】水電解系統(tǒng)產(chǎn)生的氧氣被輸送到人體，產(chǎn)生的氫氣被輸送到Sabatier反應(yīng)器?！驹斀狻緼．Sabatier反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為：4H2+CO2CH4+2H2O氧化劑為CO2，還原劑為H2，則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4，A項(xiàng)正確；B．水電解系統(tǒng)的陽極產(chǎn)物是O2輸送到了人體，陰極產(chǎn)物H2被輸送到了Sabatier反應(yīng)器，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．Sabatier反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)是CO2+4H2CH4+2H2O，加壓有利于這個(gè)反應(yīng)正向進(jìn)行且加快反應(yīng)速率，合適催化劑能夠提高反應(yīng)速率但平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．由圖可知，Sabatier反應(yīng)器中CH4在燃料電池后的產(chǎn)物CO2和H2O并沒有實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選A。13．利用電解原理，將轉(zhuǎn)化為高純，其裝置如圖所示：下列說法正確的是A．電極上的電極反應(yīng)式為B．放電過程中每消耗轉(zhuǎn)移電子C．電解時(shí)陰極區(qū)保持不變D．電解過程中從右往左移動(dòng)【答案】C【解析】【分析】該裝置為電解池，由電極B上NH3→N2中N元素化合價(jià)升高，可知B為陽極，電極反應(yīng)式為：，電極A為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；【詳解】A．電極B上NH3→N2中N元素化合價(jià)升高，可知B為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，A錯(cuò)誤；B．由，每消耗1molNH3轉(zhuǎn)移3mol電子，未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能計(jì)算的物質(zhì)的量，B錯(cuò)誤；C．由電解總反應(yīng)為2NH3N2+3H2，電解過程中不消耗KOH，因此陰極區(qū)保持不變，C正確；D．電解池中陰離子移向陽極，由分析可知B為陽極，A為陰極，則電解過程中從左往右移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選：C。14．使用交替排列的單價(jià)選擇性陽離子交換膜和陰離子交換膜的電滲析過程如圖所示。電滲析分離離子的原理是單價(jià)陽離子(例如：Li+、Na+、K+)通過單價(jià)選擇性陽離子交換膜遷移到濃縮室，而二價(jià)陽離子(例如：Ca2+、Mg2+)被阻擋，留在脫鹽室，達(dá)到富集鋰的目的。下列說法錯(cuò)誤的是A．電極W連接電源正極，電極N連接電源負(fù)極B．X口流出的是富Li+鹽水，Y口流出的是貧Li+鹽水C．選擇性離子交換膜是電滲析技術(shù)應(yīng)用于鹽湖鹵水提鋰的關(guān)鍵D．該電滲析過程總的電解方程式為2H2O2H2↑+O2↑【答案】B【解析】【詳解】A．由圖可知，Cl-向W電極方向移動(dòng)，Li+向N電極方向移動(dòng)，則W極是和電源正極相連的陽極，N極是和電源負(fù)極相連的陰極，故A正確；B．X口流出鹽水所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)交換膜之間，所含的Li+通過單價(jià)選擇性陽離子交換膜移向右邊隔壁的兩個(gè)膜之間，則X口流出的是貧Li+鹽水，而Y口流出鹽水所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)交換膜之間，則多了左邊兩個(gè)膜之間滲透移動(dòng)過來的Li+，則Y口流出的是富Li+鹽水，故B錯(cuò)誤；C．通過對(duì)圖分析，從鹽湖鹵水提鋰，可利用圖中的單價(jià)選擇性陽離子交換膜和陰離子交換膜通過電滲析法使鹽湖鹵水中所含的鋰離子富集起來，然后再提取鋰，故C正確；D．從W電極和N電極的產(chǎn)物結(jié)合電解池電極離子的放電順序可知，W電極是OH-放電，N電極是H+放電，而OH-和H+均來自水分子的電離，則整個(gè)電滲析過程中，被電解的是水，故D正確；答案B。15．氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，將電解池與燃料電池串聯(lián)組合的新工藝可節(jié)能，裝置圖如圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(注：假定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%)A．A池為電解池，B池為燃料電池B．c>a>bC．X為Cl2，Y為H2D．若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LX，則理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣28L【答案】D【解析】【分析】由圖可知，A池左側(cè)通入的精制飽和氯化鈉溶液變?yōu)橄÷然c溶液，則A池為電解池，生成X的一極為電解池的陽極，氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則X為氯氣，生成Y的電極為陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，陰極附近氫氧根離子濃度增大，則Y為氫氣，氫氧化鈉溶液的濃度a%>b%；B池為燃料電池，B池中通入空氣的電極為燃料電池的正極，空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e—+2H2O=4OH—，正極附近氫氧根離子濃度增大，則氫氧化鈉溶液的濃度c%>a%，通入氫氣的一極為負(fù)極，堿性條件下氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，負(fù)極附近溶液的氫氧根離子濃度減小。【詳解】A．由分析可知，A池為電解池，B池為燃料電池，故A正確；B．由分析可知，氫氧化鈉溶液的濃度大小順序?yàn)閏%>a%>b%，故B正確；C．由分析可知，X為氯氣、Y為氫氣，故C正確；D．若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氯氣，假定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，由得失電子數(shù)目守恒可知消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積為=56L，故D錯(cuò)誤；故選D。1．（2021年全國(guó)甲卷）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的解離為和，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是A．在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e-=+H2OC．制得乙醛酸，理論上外電路中遷移了電子D．雙極膜中間層中的在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移【答案】D【解析】【分析】該裝置通電時(shí)，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極，陽極上Br-被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場(chǎng)作用下移向陰極，OH-移向陽極?！驹斀狻緼．KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；B．陽極上為Br-失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；C．電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為1mol，因此制得2mol乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯(cuò)誤；D．由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場(chǎng)作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。2．（2021年全國(guó)乙卷）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的氧化生成的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的C．陰極生成的應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的等積垢需要定期清理【答案】D【解析】【分析】海水中除了水，還含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的Cl-會(huì)優(yōu)先失電子生成Cl2，陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2和OH-，結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的Cl-會(huì)優(yōu)先失去電子生成Cl2，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的Cl2與陰極區(qū)生成的OH-在管道中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，B正確；C．因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陰極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除安全隱患，C正確；D．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，會(huì)使海水中的Mg2+沉淀積垢，所以陰極表面會(huì)形成Mg(OH)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。故選D。3．（2020年全國(guó)1卷）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為B．放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為D．充電時(shí)，正極溶液中OH?濃度升高【答案】D【分析】由題可知，放電時(shí)，CO2轉(zhuǎn)