2019高考化學(xué) 難點剖析 專題49 多室電解池講解.doc

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專題49 多室電解池 一、高考題再現(xiàn) 1．（2016課標Ⅰ）三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。 下列敘述正確的是 A．通電后中間隔室的離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負極反應(yīng)為2H2O ? 4e– = O2+4H+，負極區(qū)溶液pH降低 D．當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成 【答案】B 二、考點突破 1、根據(jù)產(chǎn)品和原料判斷離子移動方向 典例1（2019屆湖北省部分重點中學(xué)高三上學(xué)期起點考試）硼酸(H3BO3)為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：H3BO3+OH-＝B(OH)4一，H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）。下列說法正確的是 A． 當電路中通過1mol電子時，可得到lmolH3BO3 B． 將電源的正負極反接，工作原理不變 C． 陰極室的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-＝O2+4H+ D． B(OH)4一穿過陰膜進入陰極室，Na+穿過陽膜進入產(chǎn)品室 【答案】A 2、根據(jù)陰陽極離子放電判斷產(chǎn)物 典例2（2018屆華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)高三5月押題考試）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。下列說法中正確的是 A． 陰極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑ 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口加入 【答案】C 【解析】A、陰極是氫離子放電，陰極發(fā)生的反應(yīng)為：H++2e﹣═H2↑，A錯誤；B、連接電源正極的是電解池的陽極，連接電源負極的是電解池的陰極，A為陽極是氫氧根離子放電產(chǎn)生的氣體是氧氣，同時生成氫離子，則陽極附近生成硫酸，則從A口出來的是H2SO4溶液，B錯誤；C、在陰極室一側(cè)放置陽離子交換膜，只允許通過陽離子，故b是陽離子交換膜，允許Na+通過，C正確；D、NaOH在陰極附近生成，則Na2SO4溶液從F口加入，D錯誤。 3、準確判斷原料和產(chǎn)品 典例3（2018屆河北省唐山市高三第三次模擬考試）用電滲析法由NaH2PO2制備H3PO2的工作原理如圖所示，下列說法正確的是 A． 電源a極為負極，所連石墨電極上的反應(yīng)為2H++2e-=H2↑ 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，H2PO2-由右向左穿過陰膜 D． 當導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4mole-時，兩石墨電極上產(chǎn)生氣體體積之和為標準狀況下4.48L 【答案】C 4、根據(jù)離子移動方向判斷陰陽極 典例4（2018屆遼寧省部分重點中學(xué)協(xié)作體高三模擬考試）目前海水液化可采用雙極膜電液析法、同時獲得副產(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H2O解離成H+和OH-,作為H+和OH-離子源。M、N為離子交換膜。下列說法正確的是（ ） 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：電源負極→X電極→Y電極→電源正極 C． 電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，X、Y兩極共得到標準狀況下16.8L的氣體 D． M為陽離子交換膜，A室獲得副產(chǎn)品NaOH;若去掉B室雙極膜，B室產(chǎn)物不變 【答案】C 5、廢水處理 典例5（2018屆湖北省武漢市高中畢業(yè)生四月調(diào)研測試）某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2+和Cl-，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中的Ni2+的示意圖，圖乙描述的是實驗中陰極液pH值與鎳回收率之間的關(guān)系。下列說法不正確的是（ ） A． 交換膜a為陽離子交換膜 B． 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+ C． 陰極液 pH=1時，鎳的回收率低主要是有較多的H2生成 D． 濃縮室得到1 L 0.5mol/L的鹽酸時，陰極回收得到11.8g鎳 【答案】D 6、根據(jù)離子交換膜的性質(zhì)判斷 典例6（2018屆超級全能生”高考全國卷26省3月聯(lián)考乙卷）利用“五室電滲析法”處理含硫酸鈉廢水的原理如圖所示，以石墨為電極材料，室與室之間用離子交換膜分開(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)，下列說法不正確的是 A． 陽極反應(yīng)式為2H2O－4e-==O2↑+4H+，發(fā)生氧化反應(yīng) B． 通電片刻后，I、III、V室的pH依次減小、不變、增大 C． 當電路中通過1mol電子時，有1molSO42-從III室進入Ⅱ室 D． 總反應(yīng)式為Na2SO4+4H2O通電2NaOH+H2SO4+O2↑+2H2↑ 【答案】C 【解析】A. 陽極上溶液中的水放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e-=O2↑+4H+，故A正確；B. 通電片刻后，I中生成氫離子，溶液的pH減小；III中的陰陽離子分別向Ⅱ和Ⅳ移動，硫酸鈉的濃度減小，溶液仍呈中性，pH不變；V室中陰極上溶液中的水放電，發(fā)生還原反應(yīng)，2H2O+2e- = H2↑+ 2OH―，溶液的pH增大，故B正確；C. 根據(jù)得失電子守恒和溶液的電荷守恒，當電路中通過1mol電子時，有0.5molSO42-從III室進入Ⅱ室，故C錯誤；D. 根據(jù)A和B的分析，該電解裝置的總反應(yīng)式為 Na2SO4+4H2O2NaOH+H2SO4+O2↑+2H2↑，故D正確。 7、根據(jù)產(chǎn)品生成室判斷 典例7（2018屆遼寧省凌源市高三2月抽考）四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c 為陰、陽離子交換膜。已知：陰離子交換膜只允許陰離子透過，陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是（ ） A． b、c 分別依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜 B．通電后Ⅲ室中的Cl-透過c 遷移至陽極區(qū) C． Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高 D． 電池總反應(yīng)為4NaCl+6H2O4NaOH+4HCl+2H2↑+O2↑ 【答案】D 8、合成新物質(zhì) 典例8（2018屆山東省臨沂市高三上學(xué)期期末全市統(tǒng)考）四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如下圖所示(a、b為石墨電板，c、d、e為離子交換膜)，下列說法正確的是 A． M為正極 B． c、e均為陽離子交換膜 C． b極電極反應(yīng)式：2H2O－4e－=O2↑+4H+ D． 制備1mol(CH3)4NOH，a、b兩極共產(chǎn)生0.5mol氣體 【答案】B