2019年高考化学 考点46 多室电解池必刷题.doc

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考点四十六 多室电解池 1．三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SO42-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SO42-离子向正极迁移，正极区溶液碱性增强 B． 该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C． 阴极区溶液pH降低，阳极区溶液pH升高 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 2．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 3．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】C 4．（题文）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：a％”“<”或“=”）； ②常温下，0.1mol/L的NaHSO3溶液的pH=6，则c（SO32-）- c（H2SO3）= _________ mol/L（填写准确数值）。 【答案】 NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+ NO（g）△H= -42 kJ•mol-1 负 硫酸 SO32--2e- + H2O =SO42-+ 2H+ SO32- + H2O ⇌HSO3- + OH - ＞ 9.910-7 21．利用化学反应可以为人类提供能源，也可用来解决环境问题。 (1)已知某些化学键的键能数据如下： 化学键 H-H O=O O-H 键能kJmol-1 436 495 463 ①写出H2与O2反应生成水蒸气的热化学方程式____________； ②利用该反应设计成燃料电池，已知该电池每发1kWh电能生成360g水蒸气，则该电池的能量转化率为_____%(结果保留三位有效数字)。 (2)三室式电渗析法可以处理含K2SO4的废水，原理如图所示，两极均为惰性电极，ab为阳离子交换膜，cd为阴离子交换膜。 ①阴极区的pH______(填“升高”或“降低”)； ②阳极发生的电极反应式为__________； ③当电路中通过1mol电子的电量时，阴极上生成气体的体积为_____L(标准状况)。 【答案】 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) △H =－485kJmol－1 74.2 升高 4OH－－4e－===2H2O+O2↑（或 2H2O－4e－=== O2↑+4H+） 11.2 22．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： （1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________。 （2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为： ①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。 ②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。 （3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。 （4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 molL−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_____________，该样品中Na2S2O5的残留量为____________gL−1（以SO2计）。 【答案】2NaHSO3＝Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液2H2O－4e－＝4H＋+O2↑aS2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋0.128 23．根据所学知识完成题目： （1）某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题： ①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的___腐蚀．请写出正极反应式：___ ． ②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则N端是电源的___极（填正或负），则总反应的离子方程式为___ ． （2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠． ①制得的氢氧化钠溶液从出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）___导出．通过阴离子交换膜的离子数___（填“＞”、“＜”或“=”）通过阳离子交换膜的离子数． ②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：___ ． 【答案】 吸氧 O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 负 2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑ D ＜ H+在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH﹣浓度增大，pH增大（合理即可） 24．某科研机构用NaOH溶液吸收硫酸工业废气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到某种副产物，其原理如图所示（电极材料为石墨）。 （1）当有1molNa＋通过阳离子交换膜时，a极生成气体__________L（标准状况），阳极的电极反应式是______________________________。 （2）稀NaOH溶液的作用是____________，B处流出较浓的NaOH溶液，C处流出的是________________。 （3）在标准状况下，若用甲烷－空气燃料电池做电源，处理含SO2 20%（体积分数）的废气40m3，理论上需要消耗甲烷___________m3。 【答案】 11.2 SO32- －2e－＋H2O==SO42- ＋2H＋ 增强溶液导电性 较浓的硫酸 2 25．(1) ①某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH3OCH3＋6CO32-－12e－===8CO2＋3H2O。写出该燃料电池的正极反应式：_____________。 ②废水中含甲醇对水质会造成污染，Co3＋可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液模拟工业除污原理，其阳极反应式为________________________。 ③用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为______________。 (2) 某同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 ①该电解槽的阳极反应式为___________________________。此时通过阴离子交换膜的离子数_________ (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②制得的氢氧化钾溶液从出口_______(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。 【答案】 2CO2＋O2＋4e－===2CO Co2＋－e－===Co3＋ 0.4NA 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 小于 D