2019高考化学 难点剖析 专题49 多室电解池练习.doc

专题49 多室电解池1（2018届湖北省黄冈中学高三5月适应性考试）某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理，同时得到对苯二甲酸。原理如图所示（H2A表示对苯二甲酸，A2-表示对苯二甲酸根离子），下列说法正确的是（ ）A 电极a为阴极，电极b产生氧气B 通电一段时间后，硫酸溶液pH升高C A2-通过阴离子交换膜进入浓缩室D 对200ml的8.3g/L对苯二甲酸溶液，通电一段时间后，浓度上升到0.1mol/L，阴极产生气体体积4.48L【答案】C2（2018届山东省临沂市高三第三次高考模拟考试）电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示，下列叙述错误的是A M室发生的电极反应式：2H2O-4e-=O2+4H+B a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜C N室中：abD 理论上每生成1 mol H3BO3，两极室共产生标准状况下16.8 L气体【答案】B3（2018届广西南宁市第三中学高三第二次模拟考试）硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+OH- = B(OH)4-，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是A 电子流向： 电源负极b电极电解液a 电极电源正极B 阳极的电极反应式为：2H2O - 4e- = O2+4H+C 当电路中通过3mol电子时，可得到1mol H3BO3D A膜为阳膜，B膜为阴膜，且穿过A膜和B膜的离子数相同【答案】B【解析】根据装置图，a电极与直流电源的正极相连，a电极为阳极，b电极与直流电源的负极相连，b电极为阴极。A项，电子流向：电源负极b电极，a电极电源正极，A错误；B项，根据放电顺序，阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，B正确；C项，当电路中通过3mol电子时，阳极室产生3molH+，3molH+穿过A膜进入产品室，B（OH）4-穿过阴膜进入产品室，产品室中发生的反应为B（OH）4-+H+=H3BO3+H2O，3molH+产生3molH3BO3，C错误；D项，阳极室生成的H+穿过A膜进入产品室与B（OH）4-反应，A膜为阳膜，B（OH）4-穿过阴膜进入产品室，Na+穿过B膜进入阴极室，B膜为阳膜，根据放电顺序，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，根据阴、阳极得失电子相等，穿过A膜和B膜的离子数相等，D错误。4（2018届河南省名校高三压轴第二次考试）Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，下列有关说法不正确的是A 右侧电极反应方程式：Fe+8OH-6e-=FeO42-+4H2OB 左侧为阳离子交换膜，当Cu电极生成1mol气体时，有2molNa+通过阳离子交换膜C 可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作D Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3+，因此可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2+等【答案】D5（2018届福建省龙岩市高三下学期教学质量检查）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的H2S气体，再将得到的Na2S溶液进行电解制得NaOH溶液，以实现NaOH的循环利用。电解装置如图所示，电极材料均为石墨，ab、cd均为离子交换膜。下列叙述不正确的是A ab表示阳离子交换膜，cd表示阴离子交换膜B 阳极的电极反应式为S2-2e-=S，阳极区有淡黄色沉淀产生C 阴极的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极区溶液pH降低D 当电路中转移1mol电子时，会有11.2L(标准状况)的气体生成【答案】C6（2018届四川省泸州市高三第三次教学质量诊断考试）用惰性电极电解法制备硼酸H3BO3或B(OH) 3的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是（ ）A 阴极与阳极产生的气体体积比为1：2B b极的电极反应式为2H2O2e=O2+4H+C 产品室中发生的反应是B(OH)3+OH=B(OH)4D 每增加1 mol H3BO3产品，NaOH溶液增重22g【答案】D【解析】由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中的B(OH)4-通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4-、H+发生反应生成H3BO3；理论上每生成1mol产品，a、b电极反应式分别为2H2O+2e-=H2+2OH-、2H2O-4e-=O2+4H+，b极生成1molH+、a极生成0.5molH2。A.由a、b电极反应式：2H2O+2e-=H2+2OH-、2H2O-4e-=O2+4H+可知，阴极生成2mol H2同时阳极生成1mol O2，A错误；B. b极为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，B错误；C. 原料室中的B(OH)4-通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4-、H+发生反应生成H3BO3，C错误；D. 理论上每生成1mol产品，a、b电极反应式分别为2H2O+2e-=H2+2OH-、2H2O-4e-=O2+4H+，b极生成1molH+、a极生成0.5molH2质量为1g，同时原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室1mol质量为23g，所以氢氧化钠溶液增重22g，D正确。7（2018届河北省衡水市衡水中学高三第十六次模拟考试）硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3+OH-=B(OH)4-，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法错误的是（ ）A a与电源的正极相连接B 阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+C 当电路中通过3mol电子时，可得到1molH3BO3D B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，Na+穿过阳膜进入阴极室【答案】C8（2018届辽宁省朝阳市普通高中高三第三次模拟考试）三室式电渗析祛处理废液(HCl和FeCl2混合溶液)的原理如图所示，其中X、Y均为离子交换膜。在直流电场的作用下，中间室得到盐酸，阴极区可回收铁。下列说法正确的是A X、Y依次是阴离子透过膜和阳离子透过膜B 通电后，阴极区溶液的pH不断减小C 阳极反应式为2H2O-4e-=4H+O2D 中间室得到1L2mol/L盐酸时，电路中通过1mol电子【答案】C9（2018届云南省昆明第一中学高三第八次月考）电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，a、b均为惰性电极，在直流电场的作用下，中间隔室的Na+、SO42-可分别通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列有关说法正确的是A a极的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-B c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜C 气体乙为O2，产物丁为硫酸D 若撤去离子交换膜c、d再电解硫酸钠溶液，则不能制得硫酸和烧碱【答案】D10（2018届四川省德阳市高三二诊考试）硼酸( H3BO3) 为一元弱酸，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如右图所示( 阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法错误的是A a 与电源的正极相连接B 阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+C B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，Na+穿过阳膜进入阴极室D 当电路中通过3mol 电子时，可得到1molH3BO3【答案】D【解析】A.与 a 极相连的石墨所处的区域为阳极室，则a与电源的正极相连接，A正确；B. 阳极上发生氧化反应，溶液中水失去电子生成氧气，电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，B正确；C. 在电解池中，阴离子向阳极运动，阳离子向阴极运动，因此B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，Na+穿过阳膜进入阴极室，C正确；D. 阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上发生还原反应，溶液中的水得到电子生成氢气，2H2O+2e- = H2+ 2OH，B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，与氢离子反应生成H3BO3，B(OH)4-+ H+= H3BO3+ H2O，当电路中通过3mol 电子时，生成3mol氢离子，可得到3mol H3BO3，D错误。11次磷酸钴Co(H2PO2)26H2O可用于化学电镀，共饱和溶液的pH约为6；利用电渗析法可在产品室析出高纯Co(H2PO2)26H2O电渗析原理如图所示。则阳离子交换膜有A 1个 B 2个 C 3个 D 4个【答案】C12（2018届广东省深圳市高三第一次调研考试）银锌蓄电池应用广泛，放电时总反应为Zn+Ag2O2+H2O=Zn(OH)2+Ag2O，某小组以银锌蓄电池为电源，用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液制备H2SO4和NaOH，设计如图所示装置。连通电路后，下列说法正确是A 电池的a极反应式为Ag2O2+H2O+2e-=Ag2O+2OH-B 气体Y为H2C pq膜适宜选择阳离子交换膜D 电池中消耗65gZn，理论上生成1mol气体X【答案】D【解析】用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液制备H2SO4和NaOH，根据装置图可知，该电解池的左侧为NaOH溶液，右侧为H2SO4溶液，说明M电极为阴极，水电离的H+在M电极上得电子生成H2，电极反应式为：2H2O2e=H22OH，中间隔室的Na+通过mn膜进入装置左侧区域与生成的OH结合生成NaOH，N电极为阳极，水电离的OH在N电极上失电子生成O2，电极反应式为：2H2O4e=O24H+，中间隔室的SO42通过pq膜进入装置右侧区域与生成的H+结合生成H2SO4。A. 根据上述分析可知，M为阴极，则a为负极、b为正极，a电极的反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2，故A错误；B. N电极的反应式为2H2O4e=O24H+，气体Y为O2，故B错误；C. 因中间隔室的SO42通过pq膜进入装置右侧区域与生成的H+结合生成H2SO4，则pq膜应选择阴离子交换膜，故C错误；D. 65gZn的物质的量为1mol，当消耗65gZn时，转移电子的物质的量为2mol，M电极的反应式为2H2O2e=H22OH，由反应式可知，当转移2mol电子时，生成H2的物质的量为1mol，D正确。13（2018届山东K12联盟高三开年迎春考试）用NaB(OH)4溶液可以制备H3BO3,其工作原理如图，下列叙述不正确的是（ ）A a极反应式为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2OB M室发生的电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+C 理论上每生成1mol产品，可消耗标准状况下5.6L甲烷气体D b膜为阴离子交换膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸【答案】C14（2018届福建省莆田市高三下学期教学质量检测）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如右图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是A 电解时，铜电极连接电源负极 B 甲溶液可回用于该电解池C 离子交换膜a是阴离子交换膜 D 阳极电极反应式：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O【答案】C15（2018届福建省泉州市高三毕业班3月质量检查）磷单质及其化合物有着广泛应用。（1）在1.0 L密闭容器中放入0.10mol PCl5(g)，一定温度进行如下反应:PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g) H1反应时间(t)与容器内气体总压强(p/100kPa)的数据见下表：回答下列问题:PCl3的电子式为_。T1温度下，反应平衡常数K=_。T1_T2（填“”、“”或“”，下同），PCl5的平衡转化率1(T1) _2(T2)。（2）PCl5、PCl3可转化为H3PO4、H3PO3。已知下列热化学方程式：PCl5(g)4H2O(l) = H3PO4(aq)5HCl(aq) H2PCl3(g)3H2O(l) = H3PO3(aq)3HCl(aq) H3H3PO3(aq)Cl2(g)H2O(l) = H3PO4(aq)2HCl(aq) H4则H4= _。（用H1、H2、H3表示）（3）次磷酸钴Co(H2PO2)2广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如下图。Co的电极反应式为_，A、B、C为离子交换膜，其中B为_离子交换膜（填“阳”或“阴”）。次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，次磷酸钠溶液中离子浓度由大到小的顺序是_。【答案】 0.32 molL1 H2H1H3 Co2e=Co2 阴 c(Na)c(H2PO2)c(OH)c(H+)【解析】(1). .P原子最外层有5个电子，Cl原子最外层有7个电子，P原子与3个Cl原子形成3个共用电子对，PCl3的电子式为，故答案为：；. 在恒温恒容的密闭容器中，容器内气体的总压强之比等于气体的总物质的量之比，根据平衡三段式法有：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起始量(mol) 0.1 0 0转化量(mol) x x x平衡量(mol) 0.1-x x x平衡时气体总物质的量为：(0.1-x+x+x)=(0.1+x)mol，则有：0.1+x0.1 = 95，x=0.08mol，所以T1温度下，反应平衡常数K=0.08mol/L0.08mol/L0.02mol/L=0.32 molL1，故答案为：0.32 molL1；. 在1.0 L密闭容器中放入0.10mol PCl5(g)，由表中数据可知，在时间为0时，T1对应的气体总压强小于T2对应的气体总压强，因相同条件下温度越高，气体的压强越大，所以T1T2，在温度为T2时，根据平衡三段式法有：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起始量(mol) 0.1 0 0转化量(mol) y y y平衡量(mol) 0.1-y y y平衡时气体总物质的量为：(0.1-y+y+y)=(0.1+y)mol，则有：0.1+y0.1 = 116，y=0.083mol，x=0.08moly=0.083mol，所以在温度为T2时PCl5的平衡转化率更大，即1(T1) 2(T2)，故答案为：；. 次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，在次磷酸钠溶液中，H2PO2水解使溶液呈碱性，溶液中各离子浓度的大小关系为：c(Na)c(H2PO2)c(OH)c(H+)，故答案为：c(Na)c(H2PO2)c(OH)c(H+)。