2023年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 大一輪復(fù)習(xí)講義 第39講　多池、多室的電化學(xué)裝置

第39講多池、多室的電化學(xué)裝置

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.掌握多池連接的分析應(yīng)用。2.了解離子交換膜的分類及特點(diǎn)。3.理解離子交換

膜在裝置中的作用。

考點(diǎn)一多池串聯(lián)的兩大模型及原理分析

?歸納整合夯實(shí)必備知識

常見串聯(lián)裝置圖

模型一外接電源與電解池的串聯(lián)（如圖）

A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池，相同時(shí)間內(nèi)，各電極得失電子數(shù)相等。

模型二原電池與電解池的串聯(lián)（如圖）

AB

圖甲

的多孔電極溶液溶液

AB

圖乙

顯然兩圖中，A均為原電池，B均為電解池。

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

1.某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí)，觀察

到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

電鍵

請回答下列問題:

(1)甲y也為..(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式

為______

⑵乙池中A(石墨)電極的名稱為(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”),總反應(yīng)

式為___________________________________________________________________________

(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時(shí)，甲池中理論上消耗O2的體積為mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況

下)，丙池中極析出________g銅。

(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時(shí)間后，甲池中溶液的PH

將(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；丙池中溶液的PH將o

答案(1)原電池CH3OH-6e+8OH^=COf+6H2O(2)陽極4AgNO3+2H2O=^≡=

4Ag+O2?+4HNO3(3)280D1.60(4)減小增大

解析(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e^+8OH^

=CO^+6H2Oo

電解

(2)乙池中電解AgNO3溶液，其中C作陽極,Ag作陰極，總反應(yīng)式為4AgNO3+2H2O==4Ag

+O2↑+4HNo3。

(3)根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，得“(Ag)=4"(θ2)=2"(Cu),故Mo2)=；X蹴X22.4L

=0.28L=280mL,∕n(Cu)=∣×?^×64g=1.60g0(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl

電解

溶液，根據(jù)丙池中總反應(yīng)2NaCl+2H2θ==2NaOH+H2t+Cl2t,則溶液PH增大，而甲

池中總反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,溶液PH減小。

2.中科院長春應(yīng)化所張新波團(tuán)隊(duì)提出了一種獨(dú)特的鋰一氮電池(Li—N”,該電池在放電過程

中消耗氮?dú)?，充電過程中釋放氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)氮?dú)獾难h(huán)，并對外提供電能。該電池在充電時(shí)發(fā)

生反應(yīng)：2Li3N=N2t+6Lio現(xiàn)以該電池為電源進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()

維隔板碳布

A,乙電極上的反應(yīng)為2Li3N?-6e--N2t+6Li+

B.充電過程Li+由甲電極遷移向乙電極，并在多孔碳布表面生成Li-N

C.石墨a電極和m、n處均可能有銅析出

D.鋰一氮電池為綠色固氮提供了一種可能

答案D

解析放電時(shí)，該原電池中鋰失電子作負(fù)極，氮?dú)獾秒娮幼髡龢O，故乙電極是正極，發(fā)生反

應(yīng)：N2+6Lit+6e^=2Li3N,A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電過程是電解池原理，Li'由乙電極移向甲電極，

多孔碳布表面LisN分解生成N?和Li+,B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨a是陽極，陽極電極反應(yīng)式：210

—4e=4H++O2t,產(chǎn)生氧氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)N2÷6Li=^2LhN屬于氮的固定，鋰一氮

電池為綠色固氮提供了一種可能，D項(xiàng)正確。

■練后反思

多池串聯(lián)的裝置中，先根據(jù)電極反應(yīng)物和電解質(zhì)溶液判斷哪個(gè)是原電池，其余裝置一般為電

解池；與原電池正極相連的電極為電解池陽極，與原電池負(fù)極相連的電極為電解池陰極，據(jù)

此判斷各池中發(fā)生的反應(yīng)。

考點(diǎn)二離子交換膜電解池

類型一單膜電解池

I■應(yīng)用舉例」

1.高鐵酸鹽也是一種優(yōu)良的含鐵凈水劑，JCPoggendorr早在1841年利用純鐵作電極插入濃

的NaOH溶液電解制得Na2FeO4.陽極生成FeO?的電極反應(yīng)式為；Deininger

等對其進(jìn)行改進(jìn)，在陰、陽電極間設(shè)置陽離子交換膜，有效提高了產(chǎn)率，陽離子交換膜的作

用是。

答案Fe+8OH^-6e^=FeθΓ+4H2O避免Feor在陰極上被還原

2.“電解”制備LioH的原理如圖所示，裝置中使用陽離子交換膜將電解槽隔成陽極室和陰

極室的目的是.

答案①避免生成的C12和Lie)H反應(yīng)，防止得到的LiOH不純；②確保了工業(yè)生產(chǎn)的安全(以

防H2、CL混合爆炸)

3.用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)

說法錯(cuò)誤的是()

交換膜

A.陽極反應(yīng)式為4OEΓ-4e-=2H2θ+θ2t

B.通電后陰極區(qū)溶液PH會(huì)增大

C.K"通過陽離子交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)

D.純凈的KOH溶液從a口導(dǎo)出

答案CD

解析陽極區(qū)為粗KOH溶液，OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH^-4e^=2H2O+O2t,A項(xiàng)

正確；陰極上氏0得電子發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O+2e-=H2t+20H,陰極區(qū)附近溶液中

C(OH-)增大，PH增大，B項(xiàng)正確；電解時(shí)陽離子向陰極移動(dòng)，故K*通過陽離子交換膜從陽

極區(qū)移向陰極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極區(qū)生成KoH,故純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

類型二多膜電解池

「應(yīng)用舉例」

4.現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。利用氯堿工業(yè)中的離

子交換膜技術(shù)原理，可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaoH溶液和H2SO4溶液。下列說法正確的是

()

A.陰極反應(yīng)式為40H--4e-=2H2θ+θ2t

B.從A口出來的是NaOH溶液

C.b是陽離子交換膜，允許Na"通過

D.Na2SO4溶液從G口進(jìn)入

答案C

解析陰極是水電離的氫離子放電，陰極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e--H2t+20EΓ,A項(xiàng)錯(cuò)

誤；A為陽極是水電離的氫氧根離子放電，產(chǎn)生的氣體是氧氣，同時(shí)生成氫離子，則陽極附

近生成硫酸，則從A口出來的是H2SO4溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.用惰性電極電解法制備硼酸［H3BO3或B(OH)3］的工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允

許陽離子和陰離子通過)。下列有關(guān)說法正確的是()

a極小陽膜?≡陽膜冷極

:-z??-z-z：???-：C<-Σ-Ξ<-Σ-zt-Z-Ξ??-Z÷

NaOHNaB(OH)4HtBO1稀硫酸

稀溶液濃溶液稀溶液

A.陰極與陽極產(chǎn)生的氣體體積比為1:2

B.b極的電極反應(yīng)式為210—2b=Cht+4H+

C.產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3+OH=B(OH)4

D.每增加ImOIH3BO3產(chǎn)品，NaOH溶液增重22g

答案D

解析由圖可知，b極為陽極，電解時(shí)陽極上水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成。2和H卡,a極為陰

極，電解時(shí)陰極上水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2和OH,原料室中的鈉離子通過陽膜進(jìn)入a

極室，溶液中C(NaoH)增大，原料室中B(OH)I通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，b極室中氫離子通過陽

膜進(jìn)入產(chǎn)品室，在產(chǎn)品室中B(OH)￡、H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3；a、b電極反應(yīng)式分別為2比0

÷2e=∏2t+20H一、2H2O_4e=O2t÷4H,理論上每生成ImoI產(chǎn)品，b極生成

1molH+,a極生成0.5molH2,減少質(zhì)量為1g,NaOH溶液增加的Na卡為1mol即23g,故

NaOH溶液增重22g?

類型三雙極膜電解池

I■應(yīng)用舉例」

6.(2021?重慶1月適應(yīng)性測試，10)雙極膜在電滲析中應(yīng)用廣泛，它是由陽離子交換膜和陰離

子交換膜復(fù)合而成。雙極膜內(nèi)層為水層，工作時(shí)水層中的H2O解離成H*和0H?并分別通

過離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。下圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。

Na2SOlNaBrNa2SO4

溶液循環(huán)液溶液循環(huán)液溶液

「

-I

陽\

ni離l

離.

交

雙

惰

陽

子

子

鹽

換

極

交

性

極

交

室

膜

換

室

也

膜

換

膜

2極

心

(一\

2水層5

出口3出口4

下列說法正確的是()

A.出口2的產(chǎn)物為HBr溶液

B.出口5的產(chǎn)物為硫酸溶液

C.Br一可從鹽室最終進(jìn)入陽極液中

D.陰極電極反應(yīng)式為2H++21=H2t

答案D

解析陰極，水中H*放電，雙極膜中水解離生成的H+移向陰極區(qū)，OH-移向交換室1,與

NaBr溶液中通過陽離子交換膜進(jìn)入交換室1的Na.組成NaOH溶液，出口1為Na2SO4溶液,

出口2為NaoH溶液，同理，陽極，水中OH-放電，雙極膜中的OH-移向陽極，H*移向交

換室2,與通過陰離子交換膜進(jìn)入交換室2的Br-組成HBr,出口4產(chǎn)物為HBr溶液，出口5

為Na2SO4溶液。

■練后反思

離子交換膜的作用及意義

(1)隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)，常用于物質(zhì)制備。

(2)限制某些離子的移動(dòng)，常用于物質(zhì)制備及純化。

(3)雙極膜：由一張陽膜和一張陰膜復(fù)合制成的陰、陽復(fù)合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電的作用

下，陰、陽膜復(fù)合層間的HzO解離成H*和OPT并分別通過陽膜和陰膜，作為H卡和0H」的

離子源。

真題演練明確考向

1.(2021?廣東，16)鉆(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液

中電解制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是()

-------------N1-------------

石墨陽離子陰離子Co

I室Il室IIl室

A.工作時(shí)，I室和II室溶液的PH均增大

B.生成1molCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

D.電解總反應(yīng)：2C02++2H2θ普12Co+Cht+4H+

答案D

解析分析可知，水放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由I室向H室移動(dòng)，使Il室中氫離

子濃度增大，溶液PH減小，故A錯(cuò)誤；陰極生成Imol鉆，陽極有Imol水放電，則I室

溶液質(zhì)量減少18g,故B錯(cuò)誤；若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會(huì)在

陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜后，石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變

化，故C錯(cuò)誤。

2.[2018?全國卷I,27(3)]焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。

回答下列問題：

制備Na2S2O5可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SCh堿吸收液中含有NaHSO3和

Na2SO3o陽極的電極反應(yīng)式為。

電解后，____________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2C^

+

答案2H2θ-4e=4H+O2ta

解析陽極上FhO放電生成。2和H卡,電極反應(yīng)式為2H2θ-4e-=θ2t+4Fl+,電解過程

中H卡透過陽離子交換膜進(jìn)入a室，故a室中NaHSc)3濃度增加。

3.[2019?北京，27(2)]可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過控制

開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和02。

①制H2時(shí)，連接o產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是

②改變開關(guān)連接方式，可得02。

③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)，說明電極3的作用:

答案①Kl2H2O+2e=H2t+2OH

③制H2時(shí)，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(0H)2+0H^-e=NiOOH+H2Oo制O2時(shí)，上述電極反

應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極3得以循環(huán)使用

解析①電解堿性電解液時(shí)，F(xiàn)hO電離出的H卡在陰極得到電子產(chǎn)生H2,根據(jù)題圖可知電極

1與電池負(fù)極連接，為陰極，所以制H2時(shí)，連接Ki,產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式為2氏0+2e^=H2t

+20H，③制備O2時(shí)堿性電解液中的OH-失去電子生成O2,連接K2,。2在電極2上產(chǎn)生。

連接Kl時(shí)，電極3為電解池的陽極，Ni(OH)2失去電子生成Nioe)H,電極反應(yīng)式為Ni(OH)2

-

-e^+OH=NiOOH+H2O,連接K2時(shí)，電極3為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為NiOoH+

e^+H2O=Ni(OH)2+θH^,使電極3得以循環(huán)使用。

課時(shí)精練

一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.碳酸二甲酯KCH3θ)2C0］是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。電化學(xué)法合成碳酸二

甲酯的工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.石墨I(xiàn)與直流電源正極相連

B.H*由石墨I(xiàn)I通過質(zhì)子交換膜向石墨I(xiàn)移動(dòng)

C.石墨I(xiàn)上發(fā)生的電極反應(yīng)為2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H*

D.電解過程中，陰極和陽極消耗氣體的物質(zhì)的量之比為1：2

答案B

解析石墨I(xiàn)為陽極，與直流電源正極相連，故A正確；電解池工作時(shí)，陽離子向陰極移動(dòng)，

即H卡由石墨I(xiàn)通過質(zhì)子交換膜向石墨∏移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；石墨I(xiàn)為陽極，陽極上是甲醇和

一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2CH3OH+CO—2e--(CH3O)2CO+2H+,

故C正確；常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時(shí)轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)關(guān)系式2C0?4屋?

02可知，陰極消耗的氧氣與陽極消耗的一氧化碳物質(zhì)的量之比為1：2,故D正確。

2.(2020?海南，11)某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是()

A.電池可用于乙醛的制備

B.b電極為正極

C.電池工作時(shí)，a電極附近PH降低

,

D.a電極的反應(yīng)式為0z+4e-4H=2H2O

答案A

解析該燃料電池中，乙烯和水發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入乙烯和水的電極是負(fù)極，氧氣易得

電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極是正極，由圖可知負(fù)極上乙烯和水生成乙醛和氫離

子，氫離子移向正極，正極上氧氣和氫離子反應(yīng)生成水，X為水，由此分析。電池工作時(shí)，

氫離子移向正極，a電極的反應(yīng)式為θ2+4e^^+4H+=2H2θ,a電極附近PH升高，故C、D

不符合題意。

3.我國科學(xué)家研制一種新型化學(xué)電池成功實(shí)現(xiàn)廢氣的處理和能源的利用，用該新型電池電解

CUSO4溶液，裝置如圖（HzR和R都是有機(jī)物）所示。下列說法正確的是（）

+

A.b電極反應(yīng)式為R+2H+2e=H2R

B.電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)要保持呈堿性

C.工作一段時(shí)間后，正極區(qū)的PH變大

D.若消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCh，則電解后的CUSO4溶液PH約為2

答案A

解析b電極為正極，b電極發(fā)生：R÷2Hl÷2e=H2R,A項(xiàng)正確：a電極發(fā)生：Fe2+-e

=Fe3+,a電極為負(fù)極，左側(cè)還發(fā)生反應(yīng)：2Fe3++HzS=2Fe2++SI+Zb!+,生成氫離子，

所以電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)要保持呈酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫離子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，所

以正極區(qū)的PH基本不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池右側(cè)發(fā)生反應(yīng)：O?+HzR==R+H2O2,b電極發(fā)

生：R÷2H+÷2e^^=H2R,消耗2mol電子對應(yīng)1mol氧氣，現(xiàn)消耗氧氣物質(zhì)的量為”（。2）

Llr=O.0Q5mol,轉(zhuǎn)移電子0.0ImO1，由電解總方程式：2Cu2+÷2H2O==2Cu÷

22.4Lmol

++1l

O2t+4H?B,生成0.01mol氫離子，c(H)=0θ???°=0.1mol?L^,則電解后的CUSO4溶

液PH約為1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

OO

IIl

4.乙醛酸(H—C—C—OH)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)

乙醛酸，原理如圖所示。該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙

二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。下列說法正確的是()

d直流電源I1

乙二醛溶液質(zhì)子乙二酸溶液

濃鹽酸交換膜

A.若有2molH'通過質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為Imol

B.M電極上的電極反應(yīng)式為OHC-CHO+H2θ+2e=HOOC-CHO+2H+

C.M極與電源的正極相連

D.電解一段時(shí)間后，N極附近溶液的PH變小

答案C

解析2molH卡通過質(zhì)子交換膜，則電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極的電極反應(yīng)式為

+

HOOC—COOH+2H+2e^==H00C-CHO+H2O,陽極區(qū)的反應(yīng)有ZCL-Ze-=Cbf,

+

OHC-CHO+Cl2+H2O=HOOC-CHO+2CΓ+2H,因此，兩極各生成ImOl乙醛酸，共

生成2mol乙醛酸，A、B錯(cuò)誤；M電極是電解池的陽極，與電源的正極相連，C正確。

5.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉，是一種強(qiáng)還原劑。工業(yè)上常用惰性電極電解亞硫酸

氫鈉的方法制備連二亞硫酸鈉，原理及裝置如圖所示，下列說法正確的是()

A.b電極應(yīng)該接電源的負(fù)極

B.a電極的電極反應(yīng)式2HSθ3+2H++2e-=S2θ干+2HzO

C.裝置中所用離子交換膜為陰離子交換膜

D.電路中每轉(zhuǎn)移Imol電子，消耗SCh的體積為11.2L

答案B

解析NaHSO3在a電極被還原生成Na2S2O4,則a電極是陰極，b電極是陽極，故b電極接

電源的正極，A錯(cuò)誤；a電極發(fā)生還原反應(yīng)，HSo,被還原生成S2θ∕,電極反應(yīng)式為2HSO]

+-

+2H+2e=S2θΓ+2H2O,B正確；b電極是陽極，電極反應(yīng)式為SO2+2H2O—2屋=

4H++S0Γ,陽極生成H+,陰極消耗H*,為維持溶液呈電中性，H卡透過離子交換膜向陰極

遷移，則該交換膜是陽離子交換膜，C錯(cuò)誤；電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極消耗0.5molSO2,

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,題目未指明SO?是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下，D錯(cuò)誤。

6.高鐵酸鈉（NazFeCU）是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4,

其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室?下列說法錯(cuò)誤的是（）

離子離子

一交換交換

C氣隼膜a膜b

Cu、Ct//cFe

甲溶液一至?→乙溶液

?一

（含少量NaOH）濃NaoH溶液

A.陽極反應(yīng)式：Fe-6e÷8OH=FeOi+4H2O

B.甲溶液可循環(huán)利用

C.離子交換膜a是陽離子交換膜

D.當(dāng)電路中通過2mol電子時(shí)，F(xiàn)e電極會(huì)有ImolH2生成

答案D

解析A項(xiàng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe-6e^+8OH^=FeθΓ+4H2O,正確；B

項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，甲溶液為濃的氫氧

化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項(xiàng)，電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，通過離子交換膜a的是

Na+,故a為陽離子交換膜，正確；D項(xiàng)，陽極是Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤。

7.利用LiOH和鉆氧化物可制備鋰離子電池正極材料。可用電解LiCI溶液制備LiOH,裝置

如圖所示。下列說法正確的是（）

氣體Ip{?D-1J：

惰

性

電

極

B

一

陽離子交換膜

A.電極B連接電源正極

B.A極區(qū)電解液為LieI溶液

C.陽極反應(yīng)式為2H2θ+2e=H2t+2OH

D.每生成1molH2,有1molLi卡通過該離子交換膜

答案B

解析由題意知，電解LiCI溶液制備LiOH,由于電極B生成氫氣，A與B用陽離子交換膜

隔開，所以B為陰極，連接電源負(fù)極，B極區(qū)為LioH溶液，A極區(qū)為LiCl溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤、

B項(xiàng)正確；陽極反應(yīng)式為2C「一2e-==CLt,C項(xiàng)錯(cuò)誤；每生成ImolH2,有2molLi+通過

該離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.某電池研究員使用鋰一磺酰氯(Li—SChCb)電池作為電源電解制備Ni(H2PO2)2,其工作原

理如圖所示。已知電池反應(yīng)為2Li+SO2Cl2==2LiCl+SO2t。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.電池中C電極的電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e^=2CΓ+SO2t

B.電池的e極連接電解池的h極

C.膜a是陽離子交換膜，膜C是陰離子交換膜

D.電解池中不銹鋼電極的電極反應(yīng)式為2H2θ+2b=H2t+20H

答案C

解析在鋰一磺酰氯電池中，Li為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li—e-=Li+,C為正極，電極反應(yīng)

式為SO2Cl2+2e^=2CΓ+SO2t;在電解池中，不銹鋼為陰極，電極反應(yīng)式為2比0+2廣

2+

=H2t+20H^,鑲為陽極，電極反應(yīng)式為Ni-2e^=Nio∏室為產(chǎn)品室，故陽極上Ni

失去電子生成的Ni?+通過膜a進(jìn)入產(chǎn)品室，III室中的EPOE通過膜b進(jìn)入產(chǎn)品室，與Ni2+

形成Ni(H2PO2)2,故膜a為陽離子交換膜，膜b為陰離子交換膜，膜C應(yīng)為陽離子交換膜，

以防IV室的OH-通過膜c進(jìn)入HI室與NaHzPCh反應(yīng)消耗原料，同時(shí)Na卡通過膜C進(jìn)入IV室可

制備濃氫氧化鈉溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

9.用如圖裝置完成電解實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測合理的是()

飽和食鹽水潤濕的PH試紙

A.a處的試紙變紅

B.b電極是正極

C.a處發(fā)生的電極反應(yīng)：Fe—2e-=Fe2+

D.b處發(fā)生的電極反應(yīng)：2C「-2。=Cbt

答案D

解析實(shí)臉相當(dāng)于電解飽和氯化鈉溶液，a作陰極，氫離子放電后，使氫氧根離子濃度增大，

堿性增強(qiáng)，故使PH試紙變藍(lán)，故A錯(cuò)誤；b處與電源正極相連，b為陽極，故B錯(cuò)誤；a與

電源負(fù)極相連，可知鐵棒為陰極，電解飽和食鹽水，發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2θ+2e-=H2t

+2OH^,故C錯(cuò)誤；b處氯離子放電生成氯氣，發(fā)生的電極反應(yīng)：2C「一2e--CLt,故D

正確。

二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

10.ClO2是一種高效、安全消毒劑。利用電解產(chǎn)生的田。2與溶液中的NaCIc）3反應(yīng)制備CIO2,

裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

HzSO力容液

A.電源電極電勢：a>b

B.陰極的電極反應(yīng)式：O2+4e^+4H'=2H2O

C.電解過程中H*移動(dòng)方向：B-*A

D.產(chǎn)生CIo2的反應(yīng)：2CIO3+H2O2+2H+=2CIO2t+02t+2H2O

答案AD

解析A是陽極，連接電源的電極a為正極，B是陰極，連接電源的電極b為負(fù)極，所以電

源電極電勢：a>b,故A正確；電極B為陰極，陰極的電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+==H2O2,

故B錯(cuò)誤；電解過程中H+向陰極定向移動(dòng)，故H*移動(dòng)方向：A-B,故C錯(cuò)誤；根據(jù)題意

+

可知，H2O2與NaClO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2:2C107+H2O2+2H=2dO2f+02t

+2H2O,故D正確。

11.電催化氮?dú)庵苽溴凔}和硝酸鹽的原理如圖所示。下列說法正確的是（）

質(zhì)子交換膜

A.H*從右室通過質(zhì)子交換膜遷移至左室

B.a極反應(yīng)式為N2+120H--Ioe-=2No,+6比0

C.電解一段時(shí)間，a、b兩電極區(qū)的PH均減小

D.相同時(shí)間內(nèi)，a、b兩極消耗N2的物質(zhì)的量之比為5：3

答案A

解析a極上N?失去電子被氧化為NO,,電解質(zhì)溶液為酸性溶液，電極反應(yīng)式為N?-10e—

+

+6H2O=2NO?+12H,故B錯(cuò)誤；b極電極反應(yīng)式為N2+6e-+8H+=2NH：,電解過程

中C（H+）減小，溶液PH逐漸增大，a極電解過程中C（H+）增大，溶液PH逐漸減小，故C錯(cuò)

誤；由上述分析可知，a極上每消耗ImOlN2時(shí)轉(zhuǎn)移IOmOIe-,b極上每消耗ImOlN2時(shí)轉(zhuǎn)

移6mole^,由轉(zhuǎn)移電子守恒可知，電解相同時(shí)間內(nèi)，a、b兩極消耗N2的物質(zhì)的量之比為3:5,

故D錯(cuò)誤。

12.用電滲析法由NaHzPCh制備H3PO2的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）

A.電源a極為負(fù)極，所連石墨電極上的反應(yīng)為2H++2e==H2t

B.氫氧化鈉溶液所在的極室中PH減小

C.H+由左向右穿過陽膜1,H3PO2由右向左穿過陰膜

D.當(dāng)導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4molb時(shí)，兩石墨電極上產(chǎn)生氣體體積之和為（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）6.72L

答案CD

解析由工作原理圖可知，四室中左端電極室的H卡通過陽膜1進(jìn)入產(chǎn)品室，HzPOE由右向左

穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，因此左端電極為陽極，和電源正極相連，a為正極，則b為負(fù)極，右

端石墨電極為陰極。結(jié)合以上分析可判斷電源a極為正極，所連石墨電極上的反應(yīng)為氧化反

應(yīng)：2比0—4e-=4H++θ2t,A項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶液所在的極室中發(fā)生的電極反應(yīng)為還

原反應(yīng)：2H2θ+2e-=2OJΓ+H2t,有OH-生成，故PH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電極反應(yīng)，

當(dāng)導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4mole-時(shí)，陽極產(chǎn)生0.1molCh,陰極產(chǎn)生0.2molH2,產(chǎn)生氣體體積之和

為（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）6.72L,D項(xiàng)正確。

13.目前海水淡化可采用雙極膜電液析法、同時(shí)獲得副產(chǎn)品，其模擬工作原理如圖所示，其

中雙極膜（BP）是陰、陽復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的HzO解離成H+和

OH,作為H+和OH的離子源。M、N為離子交換膜。下列說法正確的是（）

X電極淡水Y電極

I∣tlBPMlflNBPlflI

>HX）濃NaelH；0-

IIlL?'.

A.X電極為電解池的陰極，該電極反應(yīng)式為2H+-2e=H2!

B.電子流向：電源負(fù)極fX