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1、2022高考化学 难点剖析 专题49 多室电解池讲解
一、高考题再现
1．（2016课标Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4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。
下列叙述正确的是
A．通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O − 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O2生成
【答案】B
二
2、、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(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)4一，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． 当电路中通过1mol电子时，可得到lmolH3BO3
B． 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-＝O2+4H+
D． B(OH)4一穿过阴膜进入阴极室，Na+穿过阳膜进入产品室
【答案】A
2、
3、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Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是
A． 阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑ B． 从A口出来的是NaOH溶液
C． b是阳离子交换膜，允许Na+通过 D． Na2SO4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﹣═H2↑，A错误；B、连接电源正极的是电解池的阳极，连接电源负极的是电解池的阴
4、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H2SO4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、NaOH在阴极附近生成，则Na2SO4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NaH2PO2制备H3PO2的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A． 电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H++2e-=H2↑
B． 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，H2PO2
5、-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】C
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H2O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（ ）
A． X 电极为电解池的阴极，该电极反应式为： 2H+-2e-=H2↑
B． 电子流向： 电源负极→X电极→Y 电极→电源正极
6、
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】C
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）某镍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值与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是（ ）
A． 交换膜a为阳离子交换膜
B． 阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
C． 阴极液 pH=1时，镍的回收率低主要是有较多的H2生成
D
7、． 浓缩室得到1 L 0.5mol/L的盐酸时，阴极回收得到11.8g镍
【答案】D
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2H2O－4e-==O2↑+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1molSO42-从III室进入Ⅱ室
D． 总反应式为Na2SO4+4H2O2
8、NaOH+H2SO4+O2↑+2H2↑
【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－4e-=O2↑+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Ⅱ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，2H2O+2e- = H2↑+ 2OH―，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Ⅱ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
Na2SO4+4H2O2Na
9、OH+H2SO4+O2↑+2H2↑，故D正确。
7、根据产品生成室判断
典例7（2018届辽宁省凌源市高三2月抽考）四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。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（ ）
A． b、c 分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．通电后Ⅲ室中的Cl-透过c 迁移至阳极区
C． Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高
D． 电池总反应为4NaCl+6H2O4NaOH+4HCl+2H2↑+O2↑
【答案】D
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）四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(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
A． M为正极
B． c、e均为阳离子交换膜
C． b极电极反应式：2H2O－4e－=O2↑+4H+
D． 制备1mol(CH3)4NOH，a、b两极共产生0.5mol气体
【答案】B
2022高考化学 难点剖析 专题49 多室电解池讲解
