2019届高考化学难点剖析专题49多室电解池讲解

1、专题49多室电解池、高考题再现1. （2016课标I）三室式电渗析法处理含NaSO废水的原理如图所示，采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO：-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。卜列叙述正确的是A.通电后中间隔室的 SO：-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含 NaSO废水时可以得到 NaOK口 H2SO产品C.负极反应为2H2。- 4e = O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过 1mol电子的电量时，会有 0.5mol的Q生成【答案】B【解析】A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解

2、池中阴离子会向正电荷极多的阳极 区定向移动，因此通电后中间隔室的$0；向正极迁移三在正极区带负电荷的OH-失去电子,发生氧化反应 而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶港中所以正极区溶港酸性增强,溶涌的pH 激小,错误宁B.阳极区氢氧根放电，溶淹中产生硫酸阴极区氯离子获得电子，发生还原反应而放电，破 坏了附近的水的电离平衡，使溶液中所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2s J废水时 可以得到NmQH和HmSCM产品，正确；C.负极区氢离子得到电子，使溶液中阳H+）,所以负极区溶 港pH升高，错误j D.当电路中通过1m4电子的电量时根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知， 反应产生氧气的

3、物质的量或Qi）=lmol+4=025mg错误口二、考点突破1、根据产品和原料判断离子移动方向典例1 （2019届湖北省部分重点中学高三上学期起点考试）硼酸 （H3BO）为一元弱酸，已知 H3BO与足量NaOH 溶液反应的离子方程式为：HBO+OH=B（OH）4, HBO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)。下列说法正确的是阳糖 产跖宣 厚科室 阴槌塞A. 当电路中通过1mol电子时，可得到lmolH3BOB.将电源的正负极反接，工作原理不变C.阴极室的电极反应式为：2H2O-4e- = C2+4HD. B(CH) 4 一穿过阴膜进入阴极室，N

4、a+穿过阳膜进入产品室【解析】A、阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为2mdeuQTMtTj电路中通过knm电子时 有lmolH+生成，硼酸(HjBOj)为一元弱酸,生成Inwi硼酸需要所以电路中通过lm&电子时, 可得到ImolHjBC% A正确；B,根据以上分析可知如果将电源的正负极反接，工作原理发生变化，B错误； C.电解时阴极发生得到电子的还原反应,电极反应式为4H207=2114例斤，C错误m D.阳极电极反 应式为2H?d府阴极电极反应式为4匹0T=2HdTOH，阳极室中的氢离子通入阳膜进入产 品室,以。用4,过阴膜进入产品室，发生反应：BtOH)4-H+=H20-H3

5、B03, Na喷过阳膜进入阴极室，D 错误。2、根据阴阳极离子放电判断产物典例2 (2018届华中师范大学第一附属中学高三5月押题考试)现有阳离子交换膜，阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。 利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解NaSC溶液生产NaCH和HbSC溶液。下列说法中正确的是A.阴极反应式为4CH-4e =2H2C+CT B . 从A 口出来的是NaCH§液C. b是阳离子交换膜，允许 Na+通过 D . NazSC溶液从G口加入【答案】C【解析】A阴极是氢离子放电，阴极发生的反应为：H+2e一H2T, A错误；B、连接电源正极的是电解池的阳极，连接电源负极的是

6、电解池的阴极，A为阳极是氢氧根离子放电产生的气体是氧气，同时生成氢离子，则阳极附近生成硫酸，则从 A 口出来的是HbSO溶液，B错误；C、在阴极室一侧放置阳离子交换膜，只允许 通过阳离子，故 b是阳离子交换膜，允许 Na+通过，C正确；D、NaOHB阴极附近生成，则 NaSO溶液从F 口加入，D错误。3、准确判断原料和产品典例3 （2018届河北省唐山市高三第三次模拟考试）用电渗析法由NaHPO制备HPO的工作原理如图所示，下列说法正确的是斗电源件石墨阳膜1 阴翼 阳膜2,石墨HfcPOj NalWOi nJoH耨磁鼓带瘠液 糠南藏稗砸A.电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H+2e-=H

7、JB.氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小C. H +由左向右穿过阳膜1, H2PO-由右向左穿过阴膜D.当导线中转移0.4mole -时，两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48L【答案】Ct解析】由工作原理图可知,四室中左端电极室的H嗨过阳膜1进入产品室，用PO/由右向左穿过阴膜进 入产品室，因此左5曲电极为阳极，和电源正极相连，a为正极，则b为负极，右端石墨电极为阴极。结合以 上分析可判断A.电源a极为正根，所连石墨电极上的反应为氧化反应2H/MH十9h A错误;B氯 氧化钠溶液所在的根室中发生的电极反应为还原反应2H有CH'生成故pH检匕B错 误，C.田由左向右穿过阳膜L

8、WPQf由右向左穿过阴腰,C正确$ D.根据电极反应,当导线中转移0.4!皿知 时阳极产生。E&C耳阴极产生产生气体体积之和为标准状况下67出口错误。4、根据离子移动方向判断阴阳极典例4 （2018届辽宁省部分重点中学协作体高三模拟考试）目前海水液化可采用双极膜电液析法、同时获得副产品，其模拟工作原理如图所示。其中双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的HbO解离成H+和OH,作为H+和OH离子源。M N为离子交换膜。下列说法正确的是（）,卜，-1it三2 . n I 5-： q ”. 、it-.-OH a.BPrr f一 - 导，-A. X电极为电解池的阴极

9、，该电极反应式为：2H-2e-=h2TB.电子流向：电源负极一 X电极一 Y 电极一电源正极C.电路中每转移1mol电子，X、Y两极共得到标准状况下 16.8L的气体D. M为阳离子交换膜，A室获得副产品NaOH;若去掉B室双极膜，B室产物不变【答案】C1解析】A、电解池中阳离子向阴极移动，故X电极为阴极，电极反应式为：A错误宁B.电 子流向：电源负极T阴极K电极、阳极Y电极T电源正极,B错误；C.阴极反应为2H“%=WT,阳极 反应为：2Ho当电路中通过imd电子时，阴懒割OnwlJ电阳极得到两极 一共得到气体为0.5m-H）.25moD.75mol标准状况下16.8L的气体，C正确j D、

10、电解池申，电解时溶 液中的阳窝子向阴极移动阴离子向阳极移动，因此M为阳禽子交换膜,A室获得副产品NaQHg若去掉 双极膜（BP）,则0卷在阳极失去电子，生成02,在阳极室会有CL生成，B室产物发生变化，D错误* 5、废水处理典例5 （2018届湖北省武汉市高中毕业生四月调研测试）某馍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-,图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2+的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH值与馍回收率之间的关系。下列说法不正确的是（）Cl 5，ul/L浓缩室情性电极交换脂b工 3456麻6灌废水1 pH图乙0. IjidI/L 0. l.ol九 废水碇酸 盐酸（含N

11、d CP）03甲A.交换膜a为阳离子交换膜B.阳极反应式为2HO-4e=Q+4H+C.阴极液pH=1时，馍的回收率低主要是有较多的H2生成D.浓缩室得到1 L 0.5mol/L的盐酸时，阴极回收得到 11.8g馍【答案】D【解析】阳极区域是稀硫酸，阳极氢氧根禽子失电子生成氧气，氢离子通过交操膜a进入浓缩室，所以交 换膜a为阳离子交换吃A正确宁阳极反应式为2HQ42zMH*, B正新 阴极发生还原反应,酸性强时 主要氢离子发生还原反应生成氢气、酸性弱时主要N伊发生还愿反应生成Ni； C正确；浓缩室得到1 L 0_5moVL的盐酸时，转移电子0.4mol阴极生成银和氯气,所以阴极回收得到银吁口一鬼

12、，D错误。6、根据离子交换膜的性质判断典例6 （2018届超级全能生”高考全国卷 26省3月联考乙卷）利用“五室电渗析法”处理含硫酸钠废水的原理如图所示，以石墨为电极材料，室与室之间用离子交换膜分开（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过），下列说法不正确的是A.阳极反应式为2HO 4e=QT+4H+,发生氧化反应B.通电片刻后，I、III、V室的pH依次减小、不变、增大C.当电路中通过1mol电子时，有1molSO2-从III室进入n室D. 总反应式为 NaSO+4Hds亘2NaOH+HSO+O T +2H2 T【答案】C【解析】A.阳极上溶液中的水放电，发生氧化反应，电极反应式为2H2O

13、4e=QT+4H+,故A正确；B.通电片刻后，I中生成氢离子，溶液的 pH减小；III中的阴阳离子分别向H和IV移动，硫酸钠的浓度减小，溶液仍呈中性，pH不变；V室中阴极上溶液中的水放电，发生还原反应，2HO+2e = H2 T + 2O即，溶液的pH增大，故B正确；C.根据得失电子守恒和溶液的电荷守恒，当电路中通过 1mol电子时，有0.5molSO42-从 III室进入n室，故 C错误；D.根据A和B的分析，该电解装置的总反应式为一一通电 _ 人_一NaSQ+4H2<O2NaOH+HSQ+Q T +2H2 T ,故 D正确。7、根据产品生成室判断典例7 （2018届辽宁省凌源市高三

14、2月抽考）四室式电渗析法制备盐酸和NaOH勺装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是（）、第甘 13中曲 HCI(nq) HADjiaqi11tle. I 1 工 J. I .i_nn_ I_o“一©枇NoOH（叫）枇H（ll叫1A. b、c分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B.通电后出室中的 Cl-透过c迁移至阳极区C. I、n、出、W四室中的溶液的pH均升高D. 电池总反应为 4NaCl+6HaO_*-4NaOH+4HCl+2HT +QT【答案】D【解析】试题分析上由图中信息可知，左边电极与负

15、极相连为阴极，右边电极为阳极.，所以通电后，阴离 子向右定向移动，阳离子向左定向移动,阳极上OH放电生成6、阴极上H4放电生成Hh氢离子通过G 氯离子透过b,二者在be之间形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜， 钠离子透过a, NaUH的浓度变大，所以a也是阳离子交操膜“ A_ b、c分别依次为阳离子交换腹、阳离子 交换膜j A不正确，B.通电后IH室中的Qk不能透过阳离子交换膜u迁移至【V室，B不正确f C.电解一段 时间后，I中的溶凝的pH升高，II中的溶液的pH不变I III和丹两室申的溶港的pH均减小，C不正确$ D.电池总反应为 例aC-pWNgHTHC

16、l-ZIMPT, D 正确8、合成新物质典例8 （2018届山东省临沂市高三上学期期末全市统考）四甲基氢氧化俊（CH3）4NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化俊（CH3）4NCl为原料，采用电渗析法合成 （CH3）4NOH其工作原理如下图所示（a、b为石墨 电板，c、d、e为离子交换膜），下列说法正确的是!H H/、hH 法溶液iH 烯溶液;我由液A. M为正极B. c、e均为阳离子交换膜C. b极电极反应式：2屋O 4e =QT +4H+D. 制备1mol(CH3)4NOH a、b两极共产生 0.5mol气体【答案】B【解析】以四甲基氟化镀HCHNCl为摩科，采用电渗析法合成(CH/iNOH的过程申，根据氯离子的移动 方向可知，a为阴极，b为阳极，又据图分析，生成氯化钠浓溶液，