高中化學人教版選擇性必修1 第四章 原電池、電解池中隔膜的類型與作用

專題強化練7原電池、電解池中隔膜的類型與作用

1.（2022江蘇常熟期中）廢水中通過加入適量乙酸鈉，設計成微生物電

池可以將廢水中的氯苯轉化為苯而除去，其原理如圖所示。則下列敘

述不正確的是（

A.電池工作時需控制溫度不宜過高

C1e-

B.a極電極反應式為++cr

C.b極為負極,發生氧化反應

D.H+由b極通過質子交換膜向a極移動

2.（2020江蘇南通質檢）某微生物脫鹽池的裝置如圖所示，下列說法正

確的是（）

生

物

膜

有機廢水海水空氣

A.電子由石墨電極流出

：:+

B.生物膜電極反應為CH3COO+2H2O+8e-~2CO2T+7H

C.X、Y依次為陰離子、陽離子選擇性交換膜

D.該裝置可以將電能轉化為化學能

3.清華大學王曉琳教授首創三室電解法制備LiOH,其工作原理如圖所

示，下列說法不正確的是（）

-----------------------

離子交換膜

/\

\N

A.X電極連接電源正極

B.M為陰離子交換膜

C.Y電極反應為O2+2H2O+4e-^4OH-

D.制備2.4gLiOH產生的Fh在標準狀況下為1.12L

4.（2022河北任丘一中期中）一種高壓可充電混合電池采用陰、陽雙隔

膜完成離子循環（如圖），該電池良好的電化學性能為解決傳統水性電

+

A.充電時，陽極反應式為PbO2+4H+S0i+2e-^PbSO4+2H2O

B.電池放電時,a、d兩極室電解質溶液pH都增大

C.離子交換膜b、c分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜

D.放電時，每轉移2mol電子，中間K2SO4溶液中溶質減少1mol

5.（2022福建寧化一中期中）某地海水中主要離子的含量如表，現利用

〃電滲析法〃進行淡化，技術原理如圖所示（兩端為惰性電極,陽膜只

允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過）。下列有關說法錯誤的是

（）

離子含量mg/L離子含量mg/L

Na+9360Cl-16000

K+83so￡1200

2+

Ca200HCO3118

Mg2+1100——

A.甲室的電極反應式為2Cl-2e-：~:Cht

B.乙室和丁室中部分離子的濃度增大，淡水的出口為b

C.淡化過程中易在戊室形成水垢

D.通過陽膜1的離子的物質的量為2mol時，戊室收集到22.4L（標準

狀況下）氣體

6.（2021湖北適應性考試）雙極膜在電滲析中應用廣泛，它是由陽離子

交換膜和陰離子交換膜復合而成。雙極膜內層為水層,工作時水層中

的H2O解離成H+和OH,并分別通過離子交換膜向兩側發生遷移c下

圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。

循環液循環液

Na,SO,溶液NaBr溶液Na,SO,溶液

/ZI>一

;—

陽

一"\

:

交

交

情

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雙

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為

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室

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膜

電

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交

M液

即

極

極

換I

)3J\

/一

膜

煨

一

出

/時4

下列說法正確的是（）

A.出口2的產物為HBr溶液

B.出口5的產物為H2so4溶液

C.B廠可從鹽室最終進入陽極液中

D.陰極電極反應式為2H++2D^H2T

7.（2021山東德州十校期中聯考）鋰離子電池又稱為〃搖擺電池〃，廣

泛應用于電動自行車等，其充放電過程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程

（習慣上正極用嵌入或脫嵌表示，負極用插入或脫插表示），即充放電過

程就是鋰離子在正、負極間往返運動而形成電流。其裝置結構簡圖如

圖所示（電解液為溶有LiPF6的碳酸酯類溶劑，隔膜為僅鋰離子能通過

的高分子膜），工作原理為C6Li+Li（］.x）MO2窺LiMO2+C6Li（i.x）（M代表

過渡元素），則下列說法錯誤的是（）

A.電池放電時，正極為石墨

B.鋰離子電池的優點是質量小，電容量大，可重復多次使用

:+

C.電池充電時陽極的反應為LiMO2-xe-~Li（i.x）MO2+xLi

D.鋰離子電池的電解液不能是水溶液，因為鋰是活潑金屬，能與水反應

答案全解全析

1.B有微生物參與反應，若溫度過高，微生物的蛋白質發生變性，將失去其生理活性，因此電池

工作時需控制溫度不宜過高,A正確;a極為正極，得到電子發生還原反應,電極反應式為

(2^~0+2e+H+=~=<2^+C「,B錯誤;b極上CH3co0-失去電子生成CC)2,因此b

極為負極，發生氧化反應,C正確;在原電池內電路中,H+向王極移動，即4由b極通過質子交換

膜向a極移動,D正確。

知識拓展

只允許陽離子通過，阻

陽離子交換膜一

止陰離子通過

陰離子交換膜只允許陽離子通過，阻

止陽離子通過

質子交換膜->只允許質子(H，通過

隔離某些物質，防止發生反應

用于物質的制備(電解后在陰極區或陽

極區得到所制備的物質)

、物質分離、提純

2.C微生物脫鹽池的裝置是將化學能轉化為電能的裝置，為原電池。由題圖知石墨為正極，

生物膜為負極，正極發生還原反應，負極發生氧化反應，負極反應為CH3coeT+2H2O-8e-

2cO2T+7H+;原電池內電路中,Na+通過陽離子交換膜Y移向正極C?通過陰離子交換膜X移向

負極,從而使海水中NaCl含量減少形成淡水，達到脫鹽的目的。

3.C由題圖可知右室獲得LiOH,應是水放電生成氫氣與氫氧根離子，發生還原反應，則Y為

+

陰極、X為陽極,X電極與電源正極相連,A正確;X為陽極，電極反應為2H2O-4e-4H+O2t,

硫酸根離子通過M移向左室,M為陰離子交換膜.B正確;Y為陰極.水放電生成氫氣與氫氧根

：

離子，電極反應為2H2O+2C-~=2OH+H2t,C錯誤;制備24gLiOH,n(OH)=n(LiOH)=2.4g-24

g/mol=0.1mol,陰極反應為2H20+21^2OH+H2T，則n(H2)=0.05mol,標準狀況下氫氣體積

為0.05molx22.4L/mol=1.12L,D正確。

4.C由題圖可知，放電時為原電池,PbCh極為正極,電極反應式為Pb02+4H~+S0充+2e-

+

PbSO4+2H2O,充電時,PbO?極為陽極,陽極反應式為PbSCh+2H2O-2e-^PbO2+4H+S0tA

2

錯誤;放電時,Zn極反應式為Zn-2e+4OH-_[Zn(OH)4J-,PbO2極反應式為

+

PbO2+4H+S02-+2e--PbSOa+ZHzO,則a極室電解質溶液pH減小、d極室電解質溶液pH

增大,B錯誤;該混合電池放電時K+通過離子交換膜b、SOf通過離子交換膜c移向中間K2sCU

溶液中，則離子交換膜b、c分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜,C正確;放電時每轉移2mol

電子，則有2molFT通過離子交換膜b>1molSO亍通過離子交換膜c移向中間K2so4溶液中，

所以中間K2sCh溶液中溶質增加1mol,D錯誤。

5.D甲室的電極與電源正極相連，作陽極，發生氧化反應,電極反應式為2C1-2e-Cht,A

項正確;陰（陽）離子交換膜只允許陰（陽）離子通過，電解時兩室中陰離子移向乙室，陽離子移向

丁室，所以乙室和丁室中部分離子的濃度增大，丙室中陰、陽離子濃度減小，淡水的出口應為

b,B項正確;開始電解時，陽極（甲室電極）上放電生成。2,陰極（戊室電極）上水得電子生成

H2,同時生成OH-，生成的OH-與M『?結合生成Mg（OH）2,OH-和HCO&反應生成CO3CO烹與

Ca2+結合生成CaCCh沉淀,所以電解一段時間后戊室形成水垢,C項正確;通過陽膜1的陽離子

有Na+、K+、Ca2