2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題49 多室電解池練習(xí)

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1、2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題49 多室電解池練習(xí) 1.(2018屆湖北省黃岡中學(xué)高三5月適應(yīng)性考試)某化學(xué)興趣小組學(xué)生對(duì)塑料飯盒廢棄物的水解液進(jìn)行電滲析處理,同時(shí)得到對(duì)苯二甲酸。原理如圖所示(H2A表示對(duì)苯二甲酸,A2-表示對(duì)苯二甲酸根離子),下列說法正確的是( ) A. 電極a為陰極,電極b產(chǎn)生氧氣 B. 通電一段時(shí)間后,硫酸溶液pH升高 C. A2-通過陰離子交換膜進(jìn)入濃縮室 D. 對(duì)200ml的8.3g/L對(duì)苯二甲酸溶液,通電一段時(shí)間后,濃度上升到0.1mol/L,陰極產(chǎn)生氣體體積4.48L 【答案】C 2.(2018屆山東省臨沂市高三第三次高考模擬考試)電

2、解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的原理如下圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是 A. M室發(fā)生的電極反應(yīng)式:2H2O-4e-=O2↑+4H+ B. a、c為陰離子交換膜,b為陽離子交換膜 C. N室中:a%

3、確的是 A. 電子流向: 電源負(fù)極→b電極→電解液→a 電極→電源正極 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O - 4e- = O2↑+4H+ C. 當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),可得到1mol H3BO3 D. A膜為陽膜,B膜為陰膜,且穿過A膜和B膜的離子數(shù)相同 【答案】B 【解析】根據(jù)裝置圖,a電極與直流電源的正極相連,a電極為陽極,b電極與直流電源的負(fù)極相連,b電極為陰極。A項(xiàng),電子流向:電源負(fù)極→b電極,a電極→電源正極,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)放電順序,陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,B正確;C項(xiàng),當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),陽極室產(chǎn)生3molH+,3molH

4、+穿過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室,B(OH)4-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)為B(OH)4-+H+=H3BO3+H2O,3molH+產(chǎn)生3molH3BO3,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),陽極室生成的H+穿過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室與B(OH)4-反應(yīng),A膜為陽膜,B(OH)4-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過B膜進(jìn)入陰極室,B膜為陽膜,根據(jù)放電順序,陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根據(jù)陰、陽極得失電子相等,穿過A膜和B膜的離子數(shù)相等,D錯(cuò)誤。 4.(2018屆河南省名校高三壓軸第二次考試)Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料,同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4,

5、下列有關(guān)說法不正確的是 A. 右側(cè)電極反應(yīng)方程式:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O B. 左側(cè)為陽離子交換膜,當(dāng)Cu電極生成1mol氣體時(shí),有2molNa+通過陽離子交換膜 C. 可以將左側(cè)流出的氫氧化鈉補(bǔ)充到該裝置中部,以保證裝置連續(xù)工作 D. Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性且產(chǎn)物為Fe3+,因此可以利用Na2FeO4除去水中的細(xì)菌、固體顆粒以及Ca2+等 【答案】D 5.(2018屆福建省龍巖市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢查)某研究小組用NaOH?溶液吸收尾氣中的H2S?氣體,再將得到的Na2S溶液進(jìn)行電解制得NaOH溶液,以實(shí)現(xiàn)NaOH的循環(huán)利用。電解裝置如圖所示,電極

6、材料均為石墨,ab、cd均為離子交換膜。下列敘述不正確的是 A. ab表示陽離子交換膜,cd?表示陰離子交換膜 B. 陽極的電極反應(yīng)式為S2--2e-==S?↓,陽極區(qū)有淡黃色沉淀產(chǎn)生 C. 陰極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-==O2?↑+4H+,陰極區(qū)溶液pH?降低 D. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol?電子時(shí),會(huì)有11.2?L?(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?的氣體生成 【答案】C 6.(2018屆四川省瀘州市高三第三次教學(xué)質(zhì)量診斷考試)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. 陰極

7、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2H2O-2eˉ=O2↑+4H+ C. 產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)3+OHˉ=B(OH)4ˉ D. 每增加1 mol H3BO3產(chǎn)品,NaOH溶液增重22g 【答案】D 【解析】由圖可知,b電極為陽極,電解時(shí)陽極上水失電子生成O2和H+,a電極為陰極,電解時(shí)陰極上水得電子生成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,原料室中的B(OH)4-通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,b極室中氫離子通入陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室,B(OH)4-、H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3;理論上每生成1mol產(chǎn)品,a、b電極反應(yīng)式分別為2H2O

8、+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+,b極生成1molH+、a極生成0.5molH2。 A.由?a、b電極反應(yīng)式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+可知,陰極生成2mol H2同時(shí)陽極生成1mol O2,A錯(cuò)誤;B. b極為陽極,電極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+,B錯(cuò)誤;C. 原料室中的B(OH)4-通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,b極室中氫離子通入陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室,B(OH)4-、H+發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3,C錯(cuò)誤;D. 理論上每生成1mol產(chǎn)品,a、b電極反應(yīng)式分別為2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+

9、,b極生成1molH+、a極生成0.5molH2質(zhì)量為1g,同時(shí)原料室中的鈉離子通過陽膜進(jìn)入a極室1mol質(zhì)量為23g,所以氫氧化鈉溶液增重22g,D正確。 7.(2018屆河北省衡水市衡水中學(xué)高三第十六次模擬考試)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-,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)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A. a與電源的正極相連接 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. 當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),可得到

10、1molH3BO3 D. B(OH)4-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過陽膜進(jìn)入陰極室 【答案】C 8.(2018屆遼寧省朝陽市普通高中高三第三次模擬考試)三室式電滲析祛處理廢液(HCl?和FeCl2混合溶液)的原理如圖所示,其中X、Y均為離子交換膜。在直流電場的作用下,中間室得到鹽酸,陰極區(qū)可回收鐵。下列說法正確的是 A. X、Y?依次是陰離子透過膜和陽離子透過膜 B. 通電后,陰極區(qū)溶液的pH?不斷減小 C. 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-==4H+?+?O2?↑ D. 中間室得到1L?2?mol/L鹽酸時(shí),電路中通過1mol電子 【答案】C 9.(2018屆云南省昆明第

11、一中學(xué)高三第八次月考)電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,a、b均為惰性電極,在直流電場的作用下,中間隔室的Na+、SO42-可分別通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列有關(guān)說法正確的是 A. a極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH- B. c為陽離子交換膜,d為陰離子交換膜 C. 氣體乙為O2,產(chǎn)物丁為硫酸 D. 若撤去離子交換膜c、d再電解硫酸鈉溶液,則不能制得硫酸和燒堿 【答案】D 10.(2018屆四川省德陽市高三二診考試)硼酸( H3BO3) 為一元弱酸,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如右圖所示( 陽膜和陰膜

12、分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯(cuò)誤的是 A. a 與電源的正極相連接 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. [B(OH)4]-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過陽膜進(jìn)入陰極室 D. 當(dāng)電路中通過3mol 電子時(shí),可得到1molH3BO3 【答案】D 【解析】A.與 a 極相連的石墨所處的區(qū)域?yàn)殛枠O室,則a與電源的正極相連接,A正確;B. 陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中水失去電子生成氧氣,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+↑,B正確;C. 在電解池中,陰離子向陽極運(yùn)動(dòng),陽離子向陰極運(yùn)動(dòng),因此[B(OH)4]-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過

13、陽膜進(jìn)入陰極室,C正確;D. 陽極電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的水得到電子生成氫氣,2H2O+2e- = H2↑+ 2OH―,[B(OH)4]-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,與氫離子反應(yīng)生成H3BO3,[B(OH)4]-+ H+= H3BO3+ H2O,當(dāng)電路中通過3mol 電子時(shí),生成3mol氫離子,可得到3mol H3BO3,D錯(cuò)誤。 11.次磷酸鈷[Co(H2PO2)2·6H2O]可用于化學(xué)電鍍,共飽和溶液的pH約為6;利用電滲析法可在產(chǎn)品室析出高純[Co(H2PO2)2·6H2O]電滲析原理如圖所示。則陽離子交換膜有 A. 1個(gè) B.

14、2個(gè) C. 3個(gè) D. 4個(gè) 【答案】C 12.(2018屆廣東省深圳市高三第一次調(diào)研考試)銀鋅蓄電池應(yīng)用廣泛,放電時(shí)總反應(yīng)為 Zn+Ag2O2+H2O==Zn(OH)2+Ag2O,某小組以銀鋅蓄電池為電源,用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH,設(shè)計(jì)如圖所示裝置。連通電路后,下列說法正確是 A. 電池的a極反應(yīng)式為Ag2O2+H2O+2e-=Ag2O+2OH- B. 氣體Y為H2 C. pq膜適宜選擇陽離子交換膜 D. 電池中消耗65gZn,理論上生成1mol?氣體X 【答案】D 【解析】用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和

15、NaOH,根據(jù)裝置圖可知,該電解池的左側(cè)為NaOH溶液,右側(cè)為H2SO4溶液,說明M電極為陰極,水電離的H+在M電極上得電子生成H2,電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,中間隔室的Na+通過mn膜進(jìn)入裝置左側(cè)區(qū)域與生成的OH-結(jié)合生成NaOH,N電極為陽極,水電離的OH-在N電極上失電子生成O2,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+,中間隔室的SO42-通過pq膜進(jìn)入裝置右側(cè)區(qū)域與生成的H+結(jié)合生成H2SO4。A. 根據(jù)上述分析可知,M為陰極,則a為負(fù)極、b為正極,a電極的反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,故A錯(cuò)誤;B. N電極的反應(yīng)式為2H2O-4e-=

16、O2↑+4H+,氣體Y為O2,故B錯(cuò)誤;C. 因中間隔室的SO42-通過pq膜進(jìn)入裝置右側(cè)區(qū)域與生成的H+結(jié)合生成H2SO4,則pq膜應(yīng)選擇陰離子交換膜,故C錯(cuò)誤;D. 65gZn的物質(zhì)的量為1mol,當(dāng)消耗65gZn時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol,M電極的反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,由反應(yīng)式可知,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),生成H2的物質(zhì)的量為1mol,D正確。 13.(2018屆山東K12聯(lián)盟高三開年迎春考試)用Na[B(OH)4]溶液可以制備H3BO3,其工作原理如圖,下列敘述不正確的是( ) A. a極反應(yīng)式為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B

17、. M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. 理論上每生成1mol產(chǎn)品,可消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L甲烷氣體 D. b膜為陰離子交換膜,產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強(qiáng)酸制弱酸 【答案】C 14.(2018屆福建省莆田市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測)高鐵酸鈉(Na2FeO4)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,其工作原理如右圖所示,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 A. 電解時(shí),銅電極連接電源負(fù)極 B. 甲溶液可回用于該電解池 C. 離子交換膜a是陰離子交換膜 D. 陽極電極反應(yīng)式:Fe-6e-+8OH-=

18、FeO42-+4H2O 【答案】C 15.(2018屆福建省泉州市高三畢業(yè)班3月質(zhì)量檢查)磷單質(zhì)及其化合物有著廣泛應(yīng)用。 (1)在1.0 L密閉容器中放入0.10mol PCl5(g),一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH1 反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p/100kPa)的數(shù)據(jù)見下表: 回答下列問題: ①PCl3的電子式為_______。 ②T1溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K=______。 ③T1___T2(填“>”、“<”或“=”,下同),PCl5的平衡轉(zhuǎn)化率α1(T1) __α2(T2)。 (2)PCl5、PCl3可轉(zhuǎn)化為H3PO4、

19、H3PO3。已知下列熱化學(xué)方程式: PCl5(g)+4H2O(l) = H3PO4(aq)+5HCl(aq) ΔH2 PCl3(g)+3H2O(l) = H3PO3(aq)+3HCl(aq) ΔH3 H3PO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) = H3PO4(aq)+2HCl(aq) ΔH4 則ΔH4= ______。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示) (3)次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]廣泛用于化學(xué)鍍鈷,以金屬鈷和次磷酸鈉為原料,采用四室電滲析槽電解法制備,原理如下圖。 ①Co的電極反應(yīng)式為______________,A、B、C為離子交換膜,其中B為____

20、______離子交換膜(填“陽”或“陰”)。 ②次磷酸(H3PO2)為一元弱酸,次磷酸鈉溶液中離子濃度由大到小的順序是__________。 【答案】 0.32 mol·L-1 < < ΔH2-ΔH1-ΔH3 Co-2e-=Co2+ 陰 c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+) 【解析】(1). ①.P原子最外層有5個(gè)電子,Cl原子最外層有7個(gè)電子,P原子與3個(gè)Cl原子形成3個(gè)共用電子對(duì),PCl3的電子式為,故答案為:; ②. 在恒溫恒容的密閉容器中,容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比,根據(jù)平衡三段式法有: PCl5(g)PCl3(g)

21、+Cl2(g) 起始量(mol) 0.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.1-x x x 平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為:(0.1-x+x+x)=(0.1+x)mol,則有: = ,x=0.08mol,所以T1溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K==0.32 mol·L-1,故答案為:0.32 mol·L-1; ③. 在1.0 L密閉容器中放入0.10mol PCl5(g),由表中數(shù)據(jù)可知,在時(shí)間為0時(shí),T1對(duì)應(yīng)的氣體總壓強(qiáng)小于T2對(duì)應(yīng)的氣體總壓強(qiáng),因相同條件下溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大,所

22、以T1<T2,在溫度為T2時(shí),根據(jù)平衡三段式法有: PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 起始量(mol) 0.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) y y y 平衡量(mol) 0.1-y y y 平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為:(0.1-y+y+y)=(0.1+y)mol,則有: = ,y=0.083mol,x=0.08mol<y=0.083mol,所以在溫度為T2時(shí)PCl5的平衡轉(zhuǎn)化率更大,即α1(T1) <α2(T2),故答案為:<;<; ②. 次磷酸(H3PO2)為一元弱酸,在次磷酸鈉溶液中,H2PO2-水解使溶液呈堿性,溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+)。

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