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(共21张PPT)
专题跟踪检测（三）
1. （2024·景德镇三模）由于钠资源储量丰富，便于开采，价格便宜，钠
离子电池有望成为下一代大规模储能电池。我国化学家最近研制的一种
钠离子电池如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 膜是阴离子交换膜
B. 充电时Na＋向石墨电极移动
C. 放电时正极的电极反应：NaV2 O2F＋2e－＋2Na＋ Na3V2 O2F
D. 有机溶剂可选择乙醇
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解析：　由图知，金属钠为负极，电极反应式为Na－e－ Na＋，NaV2 O2F和Na3V2 O2F掺杂石墨极为正极，电极反应式为
NaV2 O2F＋2e－＋2Na＋ Na3V2 O2F。Na＋通过膜由负
极进入正极，膜是阳离子交换膜，A错误；充电时Na＋向金属钠电极移
动，B错误；放电时正极反应： O2F＋2e－＋2Na＋
Na3V2 O2F，C正确；乙醇能与钠反应，故有机溶剂不能选择乙
醇，D错误。
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2. （2024·湖北部分学校质检）一种催化重整利用PET废塑料水解产物乙二
醇耦合二氧化碳高效生成甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是
（　　）
A. a极为直流电源的负极
B. NiCo2O4/CFP电极反应为C2H6O2－6e－＋6OH－ 2HCOOH＋4H2O
C. 该离子交换膜为阴离子交换膜
D. 当外电路中转移2 mol电子时，阴极区溶液质量增重9 g
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解析：　在SnO2/CC电极上CO2转变为HCOOH，发生还原反应，阴极
电极反应为CO2＋2e－＋2H2O HCOOH＋2OH－，NiCo2O4/CFP为阳
极，电极反应为C2H6O2－6e－＋6OH－ 2HCOOH＋4H2O；SnO2/CC
电极为阴极，阴极与直流电源的负极相连，则a极为电源的负极，A正
确；NiCo2O4/CFP电极反应为C2H6O2－6e－＋6OH－ 2HCOOH＋
4H2O，B正确；SnO2/CC电极产生的OH－通过离子交换膜移动到
NiCo2O4/CFP电极，该离子交换膜为阴离子交换膜，C正确；阴极的电
极反应为CO2＋2e－＋2H2O HCOOH＋2OH－，当外电路中转移2
mol电子时，阴极区溶液质量增重44 g－34 g＝10 g，D错误。
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3. （2024·安康汉滨区四模）亚硒酸（H2SeO3）主要用作分析试剂，也可
用做还原剂或氧化剂，还可用于制备显色剂。用电渗析法制备较纯
H2SeO3溶液的工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A. 膜b应选用阴离子交换膜
B. 石墨Ⅰ与铅蓄电池的PbO2电极相连
C. 该电解法在制备H2SeO3的同时还能生成NaOH和硫酸
D. 理论上Pb电极每增加96 g，会制备1 mol H2SeO3
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解析：　用电渗析法制备较纯H2SeO3溶液，膜a、b之间为产品室，膜b、c之间为原料室，由图可知，石墨Ⅰ为电解池的阳极，电极反应为2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，溶液中H＋通过阳离子交换膜a进入产品室，石墨Ⅱ为阴极，电极反应为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，原料室中的Na＋通过阳离子交换膜c进入阴极室，Se 通过阴离子交换膜b进入产品室，与溶液中的H＋生成亚硒酸。膜b为阴离子交换膜，A正确；石墨Ⅰ为电解池的阳极，与铅蓄电池的正极二氧化铅相连，B正确；石墨Ⅰ为电解池的阳极，水分子在阳极发生氧化反应生成O2和H＋，溶液中H＋通过阳离子交换膜a进入产品室，所以该电解法不能制备硫酸，C错误；铅电极为铅蓄电池的负极，铅在负极发生氧化反应，电极反应式为Pb－2e－＋S PbSO4，电极质量增加96 g时，外电路转移2 mol电子，由得失电子数目守恒可知，产品室中制备的H2SeO3的物质的量为1 mol，D正确。
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4. （2024·合肥八中教育集团铭传高级中学段考）某锂电池的总反应为FeS
＋2Li Fe＋Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba（OH）2废
水和含Ni2＋、Cl－的酸性废水，并分
别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处
理的工作原理如图所示[LiPF6·SO
（CH3）2为锂电池的电解质]。下列
说法错误的是（　　）
A. X极相连的锂电池电极反应式为FeS＋2Li＋＋2e－ Fe＋Li2S
B. 当电路中转移1 mol e－时，b室离子数增加2NA个
C. 离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
D. 若去掉离子膜M，将a、b两室合并，则X极会产生有毒气体
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解析：　锂电池中，Li电极为负极；废水经过处理后得到单质镍，因此电解池c池中的电极反应为Ni2＋＋2e－ Ni，即镍棒上发生了还原反应，因此镍棒为阴极，与锂电池的Li电极Y相连；碳棒为阳极，电极反应式为4OH－－4e－ O2↑＋2H2O；因为最后还得到了BaCl2溶液，因此a池中Ba2＋经过离子交换膜M进入b池，c池中的Cl－经过离子交换膜N进入b池，最终得到BaCl2溶液。与X电极相连的为锂电池正极，发生还原反应：FeS＋2Li＋＋2e－ Fe＋Li2S，A正确；当电路中转移1 mol e－时，b室会进入1 mol Cl－、0.5 mol Ba2＋，因此共增加1.5 mol离子，即b室离子数增加1.5NA个，B错误；因为Ba2＋经过离子交换膜M进入b池，c池中的Cl－经过离子交换膜N进入b池，因此离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，C正确；若去掉离子膜M，将a、b两室合并，氯离子优先放电，则X极会产生有毒气体氯气，D正确。
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5. （2024·广东二模）一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设
计的氧化还原液流装置能够实现海水的淡化，其工作原理如图所示。下
列说法正确的是（　　）
A. a为电源负极
B. N为氯离子交换膜，M为钠离子交换膜
C. 充电时，总反应式为Na＋ Na＋＋
D. 放电时，每转移2 mol电子，理论上Ⅱ池溶液质量增加117 g
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解析：由图知， 移向左侧电极，被氧化为 ，左侧电极为阳极，右侧为阴极，则a为电源正极，b为电源负极，阳极反应式： －e－ ，阴极反应式：Na＋＋e－ Na。a为电源正极，A错误；该装置能够实现海水的淡化，Na＋向阴极移动，Cl－向阳极移动，所以M为Cl－交换膜，N为Na＋交换膜，B错误；充电时总反应为Na＋＋ Na＋ ，C错误；放电时，每转移2 mol电子，理论上有2 mol Na＋、2 mol Cl－进入Ⅱ池，所以溶液质量增加（2×23＋2×35.5）g＝117 g，D正确。
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6. （2024·浙江名校联盟联考）一种三室微生物燃料电池的工作原理如图
所示，该电池能同时去除有机物、脱氮形成无害气体和水。下列说法不正确的是（　　）
A. X、Y交换膜均为质子交换膜
B. 电极室C中溶液经灭菌后通入电极室A
C. b电极反应式：C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋
D. 电极室C中仅发生还原反应
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解析：　该装置为燃料电池，电子流出的一极b极为负极，发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋，a极为正极，该电极上N 被还原生成N2，电极反应式为2N ＋10e－＋12H＋ N2↑＋6H2O；c极为正极，该电极上O2被还原生成H2O，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋ 2H2O；该装置为生物燃料电池，b极为负极，a极、c极为正极，根据各电极反应式可知，b极生成H＋，a极、c极消耗H＋，则X、Y交换膜均为质子交换膜，使H＋由b极向a极、c极迁移，A项正确；电极室C中N 转化为N ，溶液经灭菌后可通入电极室A，B项正确；b极C6H12O6失去电子生成CO2，C项正确；电极室C中，O2得电子生成H2O，发生还原反应，N 转化为N ，发生氧化反应，D项错误。
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7. （2024·曲靖二中学联体联考）镁—空气中性燃料电池是一种能被海水
激活的电池，其能量比干电池高
20～50倍。实验小组以该燃料电
池为电源制备PbO2，工作原理示
意图如图所示。下列说法错误的
是（　　）
A. 工作时，乙池可能产生导致光化学污染的气体
B. 石墨Ⅱ电极增重239 g时，外电路中流过2 mol电子
C. 工作时，电源的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
D. 采用多孔电极有利于增大接触面积便于氧气扩散
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解析：　由图可知，左池为镁—空气中性燃料电池，右池为电解池，镁电极为燃料电池的负极，多孔电极为正极，与正极相连的石墨Ⅰ电极为电解池的阳极，与负极相连的石墨Ⅱ电极为电解池的阴极。工作时，乙池中可能有N 被还原生成氮的氧化物，会导致光化学污染，A正确；工作时，Pb2＋在石墨Ⅰ电极上发生氧化反应，生成PbO2等，电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－ PbO2＋4H＋，则石墨电极Ⅰ增重239 g时，外电路中流过2 mol电子，B错误；工作时富氧空气中O2在正极发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，C正确；采用多孔电极增大了富氧空气中氧气与电极的接触面积，有利于增大氧气扩散，D正确。
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8. （2024·西安浐灞二中模拟）某大学研究团队推出一种新型Zn-NO2电
池。该电池能有效地捕获NO2，将其转化为 ，再将产生的 电解
制氨，过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. d电极的电势比c电极的电势高
B. d电极为阴极
C. c极的电极反应为 －6e－＋7H＋ NH3↑＋2H2O
D. 电路中转移0.2 mol e－时，理论上能得到1.12 L O2
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解析：　由图可知，锌失去电子发生氧化反应，a为负极，与a相连的c
为阴极，b上NO2得到电子，变为 ，b为正极，与b相连的d为阳极。
c 为阴极，d为阳极，d电极的电势比c电极的电势高，A正确；d为阳
极，B错误；c极为阴极， 被还原转化为NH3，电极反应为 ＋6e
－＋7H＋ NH3↑＋2H2O，C错误；d为阳极，电极反应式为2H2O－4e
－ O2↑＋4H＋，电路中转移0.2 mol e－时，理论上能得到0.05 mol
O2，标况下的体积为0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L，D选项中并未说
明是标准状况，此时无法得知O2的体积，D错误。
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9. （2024·大庆实验中学模拟）我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵 常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵 为原料，采用电渗析法合成[（CH3）4NOH，M＝91 g·mol－1]，工作原理如图。下列说法错误的是（　　）
A. 光伏并网发电装置中N型半导体为负极，P型半导体为正极
B. c、e均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜
C. a电极反应式为2 N＋＋2H2O＋2e－ 2（CH3）4NOH＋H2↑
D. 制备0.75 mol NOH，a、b两极共产生9.8 L气体（标准状况）
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解析：　从电解池a极区溶液中四甲基氢氧化铵[（CH3）4NOH]浓度增大，可推出（CH3）4N＋透过c膜向a电极移动，则a电极为阴极，c膜为阳膜；Cl－透过d膜向右侧移动，则d膜为阴膜；Na＋透过e膜向左侧移动，则e膜为阳膜。光伏并网发电装置中，N型半导体为负极，P型半导体为正极，A正确；c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，B正确；a电极为阴极，H2O被还原生成H2和OH－，OH－和 N＋反应生成（CH3）4NOH，电极反应式为2（CH3）4N＋＋2H2O＋2e－ 2 NOH＋H2↑，C正确；制备0.75 mol NOH时，由电极反应式2（CH3）4N＋＋2H2O＋2e－ 2 NOH＋H2↑可知，a极生成0.375 mol H2，转移0.75 mol电子，b电极反应式为4OH－－4e－ O2↑＋2H2O，生成0.187 5 mol O2，两极共产生0.562 5 mol气体，在标准状况下体积为0.562 5 mol×22.4 L·mol－1＝12.6 L，D错误。
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10. （2024·济南质检）利用电化学富集锂的装置如图所示。用离子交换膜
将MnO2电极与两个惰性电极隔开。该电化学系统工作时，先通入海水，启动电源1，形成LixMn2O4；关闭电源1和
海水通道，启动电源2，同时向电极2通O2。
下列说法正确的是（　　）
A. 惰性电极1为阴极
B. 膜a为阴离子交换膜
C. 当Li＋富集完成时，理论上两个惰性电极上消耗和生成的气体的物质的
量相等
D. 当电极1生成100 mol气体时，MnO2完全转化为LixMn2O4，则理论上
LixMn2O4中x＝0.6
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解析：　启动电源1时，MnO2电极发生还原反应：2MnO2＋xLi＋＋xe－ LixMn2O4，为阴极，电极1为阳极，电极反应：2H2O－4e－ O2↑＋4H＋；启动电源2时，MnO2电极发生氧化反应：LixMn2O4－xe－ xLi＋＋2MnO2为阳极，电极2为阴极，电极反应O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。该电化学系统工作时，先通入海水，启动电源1，形成LixMn2O4，Mn元素化合价降低，发生还原反应，故MnO2电极为阴极，则惰性电极1为阳极，A项错误；启动电源2时，Li＋穿过膜a向腔室2移动，故膜a为阳离子交换膜，B项错误；由上述分析可知，当Li＋富集完成时，根据转移电子守恒，理论上两个惰性电极上消耗和生成的气体的物质的量相等，C项正确；当电极1生成100 mol O2时，转移400 mol电子，有400 mol Li＋与二氧化锰结合，则87 kg，即1 000 mol MnO2完全转化为500 mol LixMn2O4，理论上LixMn2O4中x＝0.8，D项错误。
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