《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

12.(2024·山东省实验中学二模)钙(锂)介导电化学合成氨低能耗，效率高，是合成氨研究的热点领域,以下为该装置示意图，下列有关说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　)
　　
A.阴极区反应:H₂ + 2C₂H₅O⁻ + 2e⁻ = 2C₂H₅OH
　　　　　　　　　　　　
B.此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物
　　
C.含少量乙醇的水溶液会使该装置生产效率提高
　　
D.整个装置每生成1mol氨消耗1.5molCa²⁺

答案： B由图可知，通入氢气的电极为阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C₂H₅O⁻反应生成C₂H₅OH，C₂H₅OH解离出氢离子和C₂H₅O⁻，通入氮气的电极为阴极，钙离子在阴极得到电子生成钙，钙与氮气反应生成Ca₃N₂，Ca₃N₂与氢离子反应生成Ca²⁺和氨气，则阴极的电极反应式为Ca²⁺ + 2e⁻ = Ca，N₂ + 3Ca = Ca₃N₂，Ca₃N₂ + 6H⁺ = 3Ca²⁺ + 2NH₃，电解的总反应为N₂ + 3H₂ 电解 2NH₃，据此分析解题。由分析可知，H₂在阳极上失去电子，故阳极区反应式为H₂ + 2C₂H₅O⁻ - 2e⁻ = 2C₂H₅OH，A错误;此装置降低合成氨能耗的主要原因是钙或锂等金属能高效解离氮气形成相应的氮化物，B正确;由于水能与Ca直接反应，故含少量乙醇的水溶液不会使该装置生产效率提高反而降低，C错误;电解的总反应为N₂ + 3H₂ 电解 2NH₃，故整个装置每生成1mol氨，不消耗Ca²⁺，Ca²⁺只是电解质导电，D错误。

13.(2024·广西贵港模拟)乙醛酸(OHC—COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示,通电后,阳极产物将乙二醛氧化化为乙醛酸。下列说法错误的是　　　　　　　　　(　　　)
　　
A.a极电势高于b极
　　　　　　　　　　　　　　　
B.离子交换膜为阴离子交换膜
　　
C.当有0.5mol离子通过离子交换膜时,理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5g
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
D.乙二醛被氧化的化学方程式：

答案： B由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图可知，阳极生成的Cl₂通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl₂可将乙二醛发生氧化还原反应，生成的Cl⁻移向与a电极相连的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成H₂，a为电源正极，b为电源负极。根据电解原理，可知阳极的电极反应式为2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，阴极发生还原反应，电极反应式为2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑。据分析，a电极为正极，b电极为负极，因此a极电势高于b极，故A正确;根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误;根据得失电子守恒，有1mol OHC - COOH~1mol Cl₂~2mol e⁻，则当有0.5mol离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为1×$\frac{0.5}{2}$ mol×74g·mol⁻¹ = 18.5g，故C正确;氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为 + H₂O + Cl₂ → + 2HCl，故D正确。

14.(2024·重庆渝西中学模拟)利用双极膜电渗析法(BMED)进行碳吸收,采用双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜,通过隔板分离成盐室(NaCl溶液)、碱室(0.1mol·L⁻¹NaHCO₃溶液)、酸室(0.1mol·L⁻¹HCl溶液)、极室(0.25mol·L⁻¹Na₂SO₄溶液),实验装置如图所示。接通电源，调至实验设置电流,开始循环并向碱室通入CO₂制备Na₂CO₃和NaHCO₃溶液,忽略各室溶液的体积变化。下列说法错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　)
　　　　　　　
　
A.M连接电源负极,相同条件下,电极M、N产生气体的体积比为2∶1
B.a膜、b膜、c膜分别为阳离子交换膜、双极膜、阴离子交换膜
C.极室、盐室的pH保持不变,酸室pH减小,碱室的pH可能增大
D.当酸室产生0.4molHCl时,双极膜电离出OH⁻的数目为4.816×10²³

答案： B根据装置图可知，b膜中产生的H⁺向M电极移动，则M为阴极，连接电源的负极，N为阳极，连接电源的正极，分析每个室中存在的离子可知，M - b膜之间为极室(Na₂SO₄溶液)，b膜 - c膜之间为碱室(NaHCO₃溶液)，c膜 - a膜之间为盐室(NaCl溶液)，a膜 - b膜之间为酸室(HCl溶液)，b膜 - N之间为极室(Na₂SO₄溶液)。A项，M为阴极，连接电源的负极，电极反应式为2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，N为阳极，电极反应式为2H₂O - 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺，相同条件下，根据转移的电子数可知，2H₂~4e⁻~O₂，电极M、N产生气体的体积比为2 : 1，正确;B项，题干中说明向碱室通入CO₂制备Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，因此b膜要产生OH⁻与CO₂反应，又可知盐室(NaCl溶液)中的钠离子通过c膜移动到碱室，根据电荷守恒，盐室(NaCl溶液)中的氯离子通过a膜移动到酸室，因此a膜、b膜、c膜分别为阴离子交换膜、双极膜、阳离子交换膜，错误;C项，极室中的溶质为硫酸钠，电解硫酸钠实质是电解水，因此极室中pH保持不变，同样氯化钠水溶液为中性，离子的移动不影响pH，因此盐室的pH保持不变，氯离子通过a膜移动到酸室，H⁺通过b膜移动到酸室，HCl浓度增大，因此pH减小，同样碱室中Na₂CO₃和NaHCO₃浓度增大，则碱性增强，因此pH可能增大，正确;D项，当酸室产生0.4mol HCl时，根据电荷守恒可知，b膜产生的0.4mol OH⁻，有2个b膜均产生OH⁻，左侧的b膜产生的OH⁻进入碱室，右侧的b膜产生的OH⁻进入盐室，因此双极膜电离出0.8mol OH⁻，数目为4.816×10²³，正确。