小题19 多池多室带膜电化学装置 ——备战2021年高考化学经典小题考前必刷（全国通用）（解析版）

小题 19 多池多室带膜电化学装置 (1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过) 阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)。 (2)质子交换膜(只允许 H＋和水分子通过) 在微生物作用下电解有机废水(含 CH3COOH)，可获得清洁能源 H2 H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)。 (3)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过) 以 Pt 为电极电解淀粉－KI 溶液，中间用阴离子交换膜隔开 阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)。 (4)电渗析法将含 AnBm 的废水再生为 HnB 和 A(OH)m 的原理： 已知 A 为金属活动顺序表 H 之前的金属，Bn－为含氧酸根离子。 刷试题 难度：★★★☆☆ 建议用时： 20 分钟 正确率 ： /15 1．如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是 A．一段时间后，甲装置中溶液 pH 升高 B．电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4 溶液的浓度均不变 C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为 2 2O 4e 4H 2H O    D．丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片 【答案】D 【详解】 A．甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为 CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO 2 3  +5H2O，反应过程中消 耗氢氧根，碱性减弱，pH 减小，A 错误； B．电解精炼铜时，阴极反应为 Cu2++2e-=Cu，而阳极除了 Cu 反应还有比 Cu 活泼的金属如 Zn、Fe 等反应， 所以乙装置中 CuSO4 溶液的浓度会发生改变，B 错误； C．燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为 O2+2H2O+4e-=4OH-， C 错误； D．电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁 片，D 正确； 综上所述答案为 D。 2．工业吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列 说法正确的是( ) A．溶液 M 中的溶质为 FeCl2 B．电极 a 为阴极 C．电极 b 上的反应为： - - - 3 2 22NO +10e +6H O=N +12OH D．随电解的进行，阴极区溶液 pH 增大 【答案】D 【详解】 A．溶液 M 为吸收 H2S 气体后的 FeCl3 溶液，硫化氢与氯化铁反应生成硫单质、氯化亚铁和 HCl，同时还有 剩余的氯化铁，故 A 错误； B．由装置可知 b 电极的反应为硝酸根转变成氮气，得电子的电极应为阴极，则 a 为阳极，故 B 错误； C．电解质溶液呈酸性，电极 b 上的反应为： - - 3 2 22NO +10e +12H =N +6H O  ，故 C 错误； D．由 b 电极的反应可知，反应消耗氢离子，氢离子浓度减小，pH 值增大，故 D 正确； 故选：D。 3．利用甲醇燃料电池进行电解的装置如图 1，其中 A、B、D 均为石墨电极，C 为铜电极。工作一段时间后 断开 K，此时 A、B 两极上生成等物质的量的气体。丙装置溶液中金属阳离子的物质的量(n)与转移电子的 物质的量[n(e-)]变化关系如图 2。下列说法正确的是( ) A．甲池中负极反应为 CH3OH- 6e-+ 6OH-= CO2+ 5H2O B．乙池中 B 电极为阳极 C．乙池中生成的气体在标准状况下总体积为 4.48 L D．图 2 中 b 线表示的丙池中 Cu2+物质的量的变化 【答案】C 【分析】 由图可知，甲池为甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧 化反应生成碳酸根离子，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子， 乙、丙为电解池，其中 A、C 为阳极，B、D 为阴极。 【详解】 A．由分析可知，通入甲醇的一极为电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根 离子，电极反应式为 CH3OH- 6e-+ 8OH-= CO 2- 3 + 6H2O，故 A 错误； B．由分析可知，B 电极为电解池的阴极，故 B 错误； C．由图 2 可知，反应中共转移 0.4mol 电子，由得失电子数目守恒可知，标准状况下阳极上生成氧气的体 积为 0.4mol× 1 4 ×22.4mol/L=2.24L，阴极上生成氢气的体积为(0.4mol—0.1mol×2) × 1 2 ×22.4mol/L=2.24L，则 乙池中生成的气体在标准状况下总体积为 4.48 L，故 C 正确； D．丙池中，阳极为铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，溶液中铜离子增加，反应中共转移 0.4mol 电子， 由得失电子数目守恒可知，溶液中生成铜离子的物质的量为 0.4mol× 1 2 =0.2mol，则图 2 中 c 线表示的丙池 中 Cu2+物质的量的变化，故 D 错误； 故选 C。 4．用三室电渗析法处理含 K2SO4 的废水得 KOH 和 H2SO4，装置如图所示。下列说法错误的是 A．直流电源的 A 为负极，B 为正极 B．ab 为阳离子交换膜，cd 为阴离子交换膜 C．阴极区加入 KOH 溶液，阳极区加入稀硫酸，目的是增加导电性同时又不引入新杂质 D．当电路上通过 0.5 mol e-时，理论上溶液中共有 NA 个离子通过离子交换膜 【答案】D 【分析】 由示意图可知，该装置为电解池，水在阴极上得到电子生成氢气，同时破坏水的电离平衡，使阴极区溶液 呈碱性，硫酸钾浓溶液中的钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成 氧气，同时破坏水的电离平衡，使阳极区溶液呈酸性，硫酸钾浓溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜进 入阳极区，电解结束时，在阴极区得到氢氧化钾溶液，在阳极区得到硫酸。 【详解】 A．由图可知，A 电极与阴极区的石墨电极相连，则 A 电极为直流电源的负极，B 为正极，故 A 正确； B．由分析可知，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，则 ab 为阳离子交换膜，cd 为阴离子交换膜，故 B 正确； C．由分析可知，电解结束时，在阴极区得到氢氧化钾溶液，在阳极区得到硫酸，则向阴极区溶液中加入 KOH 溶液，阳极区溶液中加入稀硫酸，可以增大溶液中离子的浓度，增强溶液的导电性，同时又不会引入 新杂质，故 C 正确； D．当电路上通过 0.5 mol e-时，有 0.5mol 钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区和 0.25mol 硫酸根离子通过 阴离子交换膜进入阳极区，则理论上溶液中共有 0.75NA 个离子通过离子交换膜，故 D 错误； 故选 D。 5．氢碘酸可用“四室电渗析法”制备，电解装置及起始的电解质溶液如图所示。下列说法正确的是( ) A．B 膜是阳离子交换膜 B．阴极反应是 2H2O+2e- =2OH- +H2↑ C．去掉 A 膜对产品没有影响 D．阳极室中的硫酸浓度不变 【答案】B 【分析】 阳极室电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+经过 A 膜进入产品室，为产品生成提供 H+，故 A 膜为阳离子交 换膜，原料室中 I-经过 B 膜移入产品室，为产品生成提供 I-，故 B 膜为阴离子交换膜，阴极室电极反应为： 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，原料室中 Na+经过 C 膜进入阴极室，可获得产品 NaOH，故 C 膜为阳离子交换膜。 【详解】 A．由分析知，B 膜为阴离子交换膜，A 错误； B．阴极为 H2O 提供的 H+放电生成 H2，对应电极反应为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B 正确； C．去掉 A 膜，则阳极生成的 O2 会将 I-氧化，故对产品由影响，C 错误； D．由于电解消耗溶液中的水，故阳极硫酸的浓度会增大，D 错误； 故答案选 B。 6．海洋是一个十分巨大的资源宝库，海水中含量最多的是 H、O 两种元素，还含有 Na、Cl、Mg、Br、Ca、 S 等元素。海水资源的利用主要包括海水淡化、海水晒盐，从海水中制取镁、钾、溴等化工产品。从海水中 提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，得到的溶液 蒸发结晶，获得六水合氯化镁晶体(MgCl2•6H2O)进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质 镁。海水淡化是解决淡水资源短缺的有效途径之一，其方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。电 渗析法淡化海水的原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置将化学能转化成电能 B．阴极发生的电极反应为 2Cl--2e-=Cl2↑ C．Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中 NaCl 浓度变大 D．若将 a、b 膜的位置互换，则不能获得淡水 【答案】C 【分析】 由图可知，该装置为电解池，阳极上氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，钠离子通过阳离子交换膜进 入Ⅰ室导致阳离子的物质的量大于阴离子，Ⅱ室中氯离子通过离子交换膜进入Ⅰ室，阴极上水得到电子发 生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氯离子通过阴离子交换膜进入Ⅲ室导致阴离子的物质的量大于阳离子， Ⅱ室中钠离子通过离子交换膜进入Ⅲ室，最后Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中 NaCl 浓度变大。 【详解】 A．该装置为电解池，是将电能转化为化学能的装置，故 A 错误； B．由分析可知，阳极上氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑，故 B 错误； C．由分析可知，Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中 NaCl 浓度变大，故 C 正确； D．若将 a、b 膜的位置互换，Ⅰ室中氯离子通过阴离子交换膜进入阳极室导致Ⅰ室中阴离子的物质的量小 于阳离子，Ⅱ室中钠离子通过离子交换膜进入Ⅰ室，Ⅲ室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室导致Ⅲ室 中阳离子的物质的量小于阴离子，Ⅱ室中氯离子通过离子交换膜进入Ⅲ室，最后Ⅱ室中流出的还是淡水， 故 D 错误； 故选 C。 7．利用 CH4 燃料电池电解制备 Ca(H2PO4)2 并得到副产物 NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正 确的是( ) A．a 极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B．A、C 膜均为阳离子交换膜，B 膜为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a 极上通入 2.24L 甲烷，阳极室 Ca2+减少 0.4mol 【答案】D 【详解】 A．阴离子移向负极，a 极为负极，反应为 CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A 正确； B．阴极室为氢离子得电子，有大量氢氧根生成，故 C 膜为阳离子交换膜，产品室与原料室阴离子相同，故 B 膜为阴离子交换膜，阳极室与产品室阳离子相同，故 A 膜为阳离子交换膜，B 正确； C．阴极材料不参与反应，故可用铁电极替换阴极的石墨电极，C 正确； D．不知道气体所处的温度和压强，所以无法计算甲烷的物质的量，D 错误； 故选 D。 8．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作 时水层中的 H2О解离成 H+和 OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为 NaBr 溶液的电渗析装置 示意图。 下列说法正确的是 A．出口 2 的产物为 HBr 溶液 B．出口 5 的产物为硫酸溶液 C．Br-可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为 2H++2e-=H2↑ 【答案】D 【详解】 A． 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的 Na+向阴极移动，与双极膜提供 的氢氧根离子结合，出口 2 的产物为 NaOH 溶液，A 错误； B． 电解时， 溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的 Br-向阳极移动，与双极膜提供 的氢离子结合，故出口 4 的产物为 HBr 溶液，钠离子不能通过双极膜，故出口 5 不是硫酸，B 错误； C． 结合选项 B，Br-不会从盐室最终进入阳极液中，C 错误； D． 电解池阴极处，发生的反应是物质得到电子被还原，发生还原反应，水解离成 H+和 OH−，则在阴极处 发生的反应为 2H++2e-=H2↑，D 正确； 答案选 D。 9．某研究机构使用 Li—SO2Cl2 电池作为电源电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为 2Li＋SO2Cl2=2LiCl＋SO2↑，下列说法错误的是 A．电池中 C 电极的电极反应式为 SO2Cl2＋2e-=2Cl-＋SO2↑ B．电池的 e 极连接电解池的 g 极 C．膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜 D．电解池中不锈钢电极附近溶液的 pH 增大 【答案】B 【分析】 根据电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时 Li 元素化合价由 0 价变为+1 价，失去电子，所以 Li 电极是负极，反应式为 2Li-2e-═2Li+，则碳棒是正极，正极是 SO2Cl2 中+6 价的硫得电子、发生还原反应， 电极反应式为 SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑；电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室， 所以 g 电极为阳极、与锂-磺酰氯（Li-SO2Cl2）电池的正极 C 棒相接，H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入 产品室 II 室，与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，h 电极为阴极，与原电池的 e 电极相接，H2O 或 H+发生得电子的还 原反应，电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或 2H++2e-=H2↑，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路，所以 膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，据此分析解答。 【详解】 A．由图示可知，Li 电极为负极，发生氧化反应，则 C 电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式 为 SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，故 A 正确； B．原电池中 Li 电极为负极，C 电极为正极，电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，即 g 电极为阳极，则 h 电极为阴极，与原电池的负极 Li 电极 e 相接，故 B 错误； C．电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室，H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入 产品室 II 室，在产品室 II 室中与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路，所以膜 a、 c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，故 C 正确； D．电解池中不锈钢电极即 h 电极为为阴极，电极上 H2O 或 H+发生得电子的还原反应，电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或 2H++2e-=H2↑，所以电极附近溶液的 pH 增大，故 D 正确； 故选 B。 10．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解 Na2SO4 溶液(a、b 电极均为石墨电极)，可以制得 O2、H2、H2SO4 和 NaOH。下列说法不正确的是( ) A．a 电极的电极反应为 4H2O+4e-=2H2↑+4OH- B．c、d 离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为 Cu2++2e-=Cu D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 320g NaOH 【答案】D 【分析】 浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓 度完全相等时，放电停 止，电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使 Cu2+浓度降低的还原反应， 作正极，Cu(2)电极上发生使 Cu2+浓 度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a 为电解池的阴极，H2O 中的 H+得到电子发生还原反 应生成 H2，b 为电解池的阳极，H2O 中的 OH-失去电子发生氧化反应生成 O2。电池从开始工作到停止放电， 正极区硫酸铜溶液的浓度同时由 2.5mol·L-1 降低到 1.5mol·L-1，负极区硫酸铜溶液同时由 0.5 mol·L-1 升到 1.5 mol·L-1， 正极反应可还原 Cu2+的物质的量为 2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电路中转移 4mol 电子，电解 池 的阴极生成 4mol OH-，即阴极区可得 4mol 氢氧化钠，其质量为 160g。 【详解】 A．a 为电解池的阴极，H2O 中的 H+得到电子发生还原反应生成 H2，电极反应为 4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，A 项正确； B．因溶液为电中性，a 电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c 为阳离子交换膜，b 电极附近阴 离子减少，必须让阴离子发生移动，d 为阴离子交换膜，B 项正确； C．Cu(1)作正极，得到电子，电极反应为 Cu2++2e-=Cu，C 项正确； D．电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由 2.5mol·L-1 降到 1.5mol·L-1，负极区硫酸铜 溶液同时由 0.5 mol·L-1 升到 1.5 mol·L-1，正极反应可还原 Cu2+的物质的量为 2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，电 路中转移 4mol 电子，电解池的阴极生成 4mol OH-，即阴极区可得 4mol 氢氧化钠，其质量为 160g，D 选项 错误； 故选 D。 11．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品加工的防腐剂，制备示意图如下。已知：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。下 列说法不正确．．．的是 A．采用的是阳离子交换膜 B．阳极的电极反应式为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑ C．当阴极生成 0.2 g 气体时，a 室溶液质量减少 1.6 g D．电解后将 b 室溶液进行结晶、脱水，可得到 Na2S2O5 【答案】C 【分析】 电解池阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，由装置图可知，电解池阳极为 a 室稀硫酸溶液，氢氧 根离子失电子发生氧化反应，则氢离子将移到 b 室与 Na2SO3 反应生成 NaHSO3，阴极为 c 室，主要成分是 NaHSO3 和 Na2SO3，氢离子发生还原反应生成氢气，则 c 室中 NaHSO3 转变为 Na2SO3，据此分析解答。 【详解】 A．根据分析，a 室中氢离子向 b 室移动，则离子交换膜采用的是阳离子交换膜，故 A 正确； B．根据分析，阳极水失电子发生氧化反应，电极反应式为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑，故 B 正确； C．根据分析，阴极氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为：2H2O+2e−═H2↑+2OH−，生成气体为氢气， 0.2 g 氢气的物质的量为 0.1mol，转移电子 0.2mol，a 室为阳极，电极反应为 2H2O-4e－= 4H+ + O2↑，氧气从 a 室逸出，氢离子向 b 室移动，则 a 室中减少的质量为水的质量，根据电子守恒，消耗水的物质的量为 0.1mol， 质量为 0.1molｘ18g/mol=1.8g，故 C 错误； D．根据分析，电解后将 b 室得到 NaHSO3 溶液，NaHSO3 溶液经结晶脱水可得到 Na2S2O5，则结晶脱水过 程方程式可表示为 2NaHSO3 ═Na2S2O5 +H2O，故 D 正确； 答案选 C。 12．用锂-氟化碳(氟气与碳生成的夹层化合物)电池电解含有尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，用于废水处理和煤 液化供氢，其装置如图所示。装置中 c、d 均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过。下列说法错误的是 A．电极 a 为锂-氟化碳电池的负极 B．电极 b 的电极反应为(CFx)n+nxe-=nC+nxF- C．装置中电流流动方向：电极 b→电极 c→隔膜→电极 d→电极 a D．c 电极区和 d 电极区产生的气体在相同条件下的体积比为 3：1 【答案】D 【分析】 原电池内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，a 电极为负极、b 电极为正极，负极反应式为 Li-e-=Li+， 正极反应式为(CFx)n+nx e-═n C+nx F-；电解池中，c 与原电池的正极相接，为阳极，d 与原电池的负极相接， 为阴极，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液时，阳极上[CO(NH2)2]发生失电子的氧化反应生成氮气，电极反应 式为CO(NH2)2-6e-+8OH-═CO32-+N2↑+6H2O，阴极上氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H++2e-=H2↑， 据此分析解答。 【详解】 A．根据原电池内电路中锂离子移动方向可知，a 电极为负极、b 电极为正极，故 A 正确； B．正极b上氟化碳(CFx)n得电子生成C单质，结合电子守恒和电荷守恒可得电极反应为(CFx)n+nxe-═nC+nxF-， 故 B 正确； C．电流由原电池的正极 b 流出，经外电路流向负极 a，所以装置中电流流动方向：电极 b→电极 c→隔膜→ 电极 d→电极 a，故 C 正确； D．电解池中阳极 c 上的反应为 CO(NH2)2-6e-+8OH-═CO32-+N2↑+6H2O，阴极 d 上的反应为 2H++2e-=H2↑，电 子守恒有 n(N2):n(H2)=1:3，即相同条件下的体积比为 1:3，故 D 错误； 故答案为 D。 13．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂 N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是（ ） A．电极 b 反应式是 O2+4e-+2H2O=4OH- B．电解后乙装置 d 电极附近溶液的 pH 不变 C．c 电极上的电极反应式为 N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+ D．甲中每消耗 1mol SO2，乙装置中有 1mol H+通过隔膜 【答案】B 【分析】 甲装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源，所以是原电池，a 极上二氧化硫失电子为负极，b 上氧 气得电子为正极，乙属于电解池，与电源的正极 b 相连的电极 c 为阳极，N2O4 在阳极失电子生成 N2O5，d 为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气。 【详解】 A．甲装置为原电池，其中 a 电极为负极、b 电极为正极，左侧加入了硫酸，其中的 H+可透过质子膜而进入 右侧极室，所以右侧极室是酸性的，所以电极反应中不能生成 OH-，而应生成水：O2+4e-+4H+=2H2O，A 项 错误； B．乙装置是一个电解池，均采用了惰性电极，左侧为阳极，右侧 d 电极为阴极，其中盛放了硝酸溶液，发 生的反应为：2H++2e-=H2↑，虽然消耗了 H+，但同时有等量的 H+从阳极区迁移过来，故溶液的 pH 不变，B 项正确； C．c 电极为阳极，发生氧化反应：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，C 项错误； D. 依据电子转移数相同可知，甲装置的左侧的电极反应式：SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-，可知消耗 1molSO2 电子转移数为 2mol，乙装置中阳极 N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，阴极反应为 2H++2e-=H2↑，为了平衡电荷， 则有 2mol H+通过隔膜，D 项错误； 答案选 B。 14．利用双离子交换膜电解法可以处理含 NH4NO3 的工业废水，原理如图所示，下列叙述错误的是 A．NH4+由 b 室向 c 室迁移 B．c 室得到的混合气体是 NH3 和 H2 C．阳极反应式为 2H2O -4e-=O2+4H+ D．理论上外电路中流过 1mol 电子，可处理工业废水中 0.5mol NH4NO3 【答案】D 【分析】 根据图像可知，硝酸根离子向 a 室移动，由此可知左室为阳极室，水失电子生成氧气和氢离子；铵根离子 向 c 室移动，右室为阴极室，水得电子生成氢气和氢氧根离子，溶液碱性变强，导致生成氨气； 【详解】 A. 根据分析可知，NH4+由 b 室向 c 室迁移，A 正确； B. c 室内水得电子产生氢气和氢氧根离子，使溶液碱性增强，产生氨气，则 c 室得到 NH3 和 H2，B 正确； C. 阳极水失电子，产生氧气和氢离子，反应式为 2H2O -4e-=O2+4H+，C 正确； D. 理论上外电路中流过 1mol 电子，可处理工业废水中 1mol NH4NO3，D 错误； 答案为 D 【点睛】 根据图像可知，a 室产生硝酸，则硝酸根离子向 a 室移动，a 室温阳极室。 15．（双选）双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的 H2O 解离成 H＋和 OH-。 利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH 溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、 N 为离子交换膜。下列说法错误的是 A．M 膜为阴离子交换膜 B．出口 2 的产物是盐酸 C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有 Cl2 生成 D．电路中每转移 1 mol 电子，两极共得到 0.5 mol 气体 【答案】AD 【分析】 由题给示意图可知，该装置为电解池，左侧与电源负极相连的电极为电解池的阴极，BP 双极膜解离出的氢 离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，解离出的氢氧根离子进入 1 室，使 1 室中溶液电荷不守恒， 促使盐室中的钠离子从阳离子交换膜进入 1 室，则 M 膜为阳离子交换膜，出口 1 的产物为氢氧化钠溶液； 右侧与电源正极相连的电极为阳极，BP 双极膜解离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧 气，解离出的氢离子进入 2 室，使 2 室中溶液电荷不守恒，促使盐室中的氯离子从阳离子交换膜进入 2 室， 则 N 膜为阴离子交换膜，出口 2 的产物为盐酸。 【详解】 A．由分析可知，M 膜为阳离子交换膜，故 A 错误； B．由分析可知，出口 2 的产物为盐酸，故 B 正确； C．若去掉双极膜，浓氯化钠溶液中的氯离子会在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，则阳极室会有氯 气生成，故 C 正确； D．由分析可知，氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化 反应生成氧气，若电路中每转移 1 mol 电子，由得失电子数目守恒可得两极共得到气体的物质的量为 1 mol× 1 2 +1 mol× 1 4 =0.75mol，故 D 错误； 故选 AD。