《2025年步步高大二轮专题复习化学》

6.（2023·辽宁，7）某无隔膜流动海水电解法制$H_2$的装置如下图所示，其中高选择性催化剂$PRT$可抑制$O_2$产生。下列说法正确的是（ ）
　　　　
A. b端电势高于a端电势
B. 理论上转移$2\ mol\ e^-$生成$4\ g\ H_2$
C. 电解后海水$pH$下降
D. 阳极发生：$Cl^-+H_2O - 2e^-=HClO + H^+$

答案： D [由题图分析可知，a 为正极，b 为负极，则 a 端电势高于 b 端电势，A 错误；右侧电极上产生氢气的电极反应式为$2H_{2}O + 2e^{-}=H_{2}\uparrow+2OH^{-}$，则理论上转移$2mol$电子生成$2gH_{2}$，B 错误；由$O^{-}$可抑制$O_{2}$产生，可知阳极电极反应式为$Cl^{-}+H_{2}O - 2e^{-}=HClO + H^{+}$，结合阴、阳极电极反应式可知溶液呈碱性，海水$pH$上升，C 错误。]

7.（2023·广东，16）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（下图），可实现大电流催化电解$KNO_3$溶液制氨。工作时，$H_2O$在双极膜界面处被催化解离成$H^+$和$OH^-$，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ）
　
A. 电解总反应：$KNO_3+3H_2O = NH_3\cdot H_2O+2O_2\uparrow+KOH$
B. 每生成$1\ mol\ NH_3\cdot H_2O$，双极膜处有$9\ mol$的$H_2O$解离
C. 电解过程中，阳极室中$KOH$的物质的量不因反应而改变
D. 相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率

答案： B [由大电流催化电解$KNO_{3}$溶液制氨可知，在电极 a 处$KNO_{3}$放电生成$NH_{3}$，发生还原反应，故电极 a 为阴极，电极反应式为$NO_{3}^{-}+8e^{-}+7H_{2}O = NH_{3}\cdot H_{2}O + 9OH^{-}$，电极 b 为阳极，电极反应式为$4OH^{-}-4e^{-}=O_{2}\uparrow+2H_{2}O$，电解总反应为$KNO_{3}+3H_{2}O = NH_{3}\cdot H_{2}O + 2O_{2}\uparrow+KOH$，故 A 正确；每生成$1molNH_{3}\cdot H_{2}O$，阴极得$8mol e^{-}$，同时双极膜处有$8molH^{+}$进入阴极室，即有$8mol$的$H_{2}O$解离，故 B 错误；电解过程中，阳极室每消耗$4molOH^{-}$，同时有$4molOH^{-}$通过双极膜进入阳极室，$KOH$的物质的量不因反应而改变，故 C 正确；相比于平面结构双极膜，“卵榫”结构具有更大的膜面积，有利于$H_{2}O$被催化解离成$H^{+}$和$OH^{-}$，可提高氨生成速率，故 D 正确。]

考向三　电解处理污染
8.（2024·贵州，11）一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应：$HCO_3^-+H_2O = HCO_4^-+2H^++2e^-$，$HCO_4^-+H_2O = HCO_3^-+H_2O_2$。体系中$H_2O_2$与$Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)$发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
　　
下列说法错误的是（ ）
A. 该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
B. 阴极反应式为$O_2+2H^++2e^-=H_2O_2$
C. 光阳极每消耗$1\ mol\ H_2O$，体系中生成$2\ mol\ H_2O_2$
D. $H_2O_2$在$Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)$的循环反应中表现出氧化性和还原性

答案： C [该装置利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A 正确；由图可知，阴极上$O_{2}$和$H^{+}$得电子生成$H_{2}O_{2}$，电极反应式为$O_{2}+2H^{+}+2e^{-}=H_{2}O_{2}$，B 正确；光阳极上水失电子生成$O_{2}$和$H^{+}$，电极反应式为$2H_{2}O - 4e^{-}=O_{2}\uparrow+4H^{+}$，每消耗$1molH_{2}O$，转移$2mol$电子，由阴极反应式$O_{2}+2H^{+}+2e^{-}=H_{2}O_{2}$知，体系中生成$1molH_{2}O_{2}$，C 错误；由$Mn(Ⅳ)$和$H_{2}O_{2}$转化为$Mn(Ⅱ)$过程中，锰元素化合价降低，则$H_{2}O_{2}$中$O$元素化合价升高，$H_{2}O_{2}$表现还原性，由$Mn(Ⅱ)$转化为$Mn(Ⅳ)$时，锰元素化合价升高，则$H_{2}O_{2}$中$O$元素化合价降低，$H_{2}O_{2}$表现氧化性，D 正确。]

9.（2023·北京，5）回收利用工业废气中的$CO_2$和$SO_2$，实验原理示意图如下。
　
下列说法不正确的是（ ）
A. 废气中$SO_2$排放到大气中会形成酸雨
B. 装置a中溶液显碱性的原因是$HCO_3^-$的水解程度大于$HCO_3^-$的电离程度
C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的$CO_2$和$SO_2$
D. 装置b中的总反应为$SO_3^{2 - }+CO_2+H_2O\xlongequal{电解}HCOOH + SO_4^{2 - }$

答案： C [$SO_{2}$是酸性氧化物，废气中$SO_{2}$排放到大气中会形成硫酸型酸雨，故 A 正确；装置 a 中溶液的溶质为$NaHCO_{3}$，溶液显碱性，说明$HCO_{3}^{-}$的水解程度大于其电离程度，故 B 正确；装置 a 中$NaHCO_{3}$溶液的作用是吸收$SO_{2}$气体，$NaHCO_{3}$溶液不能吸收$CO_{2}$，故 C 错误。]