1、高考化学一轮复习电化学专题07多室电解池练习专题07 多室电解池1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+
2、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】B【解析】M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+，故A正确；原料室中的B（OH）4-通过b膜进入产品室、Na+通过c膜进入N室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，则a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，故B错误 ；N室中石墨为阴极，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c膜进入N室，溶液中c（NaOH）增大，所以N室：a%b%，故C正确；理论上每生成1mol产品
3、，M室生成1molH+，转移电子1mol，M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2+4H+、2H2O+2e-=H2+2OH-，N室生成0.5molH2，M室生成0.25mol氧气，两极室共产生标准状况下16.8 L气体，故D正确。3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】C4硼酸(H3BO3)为一元
4、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详解：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
5、电源正极，A项错误；B项，根据放电顺序，阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，B项正确；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项错误；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项错
6、误；答案选B。5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-=H2B. 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-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【解析】由工作原理图可知，四室中左端电极室的H+通过阳膜1进入产品室，H2PO2-由右向左穿过阴膜进入产品室，因此左端电极为阳极，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极为正极，所连石墨电极上的反应为
7、氧化反应2H2O-4e-=4H+O2；A错误；B. 氢氧化钠溶液所在的极室中发生的电极反应为还原反应2H2O+2e-=4OH-+H2，有OH-生成，故pH增大，B错误；C. H+由左向右穿过阳膜1，H2PO2-由右向左穿过阴膜，C正确；D. 根据电极反应，当导线中转移0.4mole-时，阳极产生0.1molO2,阴极产生0.2molH2，产生气体体积之和为标准状况下6.72L，故D错误；本题正确答案为C。6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. 阳极电极反应式
8、：Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2OB. 甲溶液可循环利用C. 离子交换膜a是阴离子交换膜D. 当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成【答案】C7全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其充放电原理为VO2+V3+H2O VO2+V2+2H+。以此电池为电源，用石墨电极电解Na2SO3溶液，可得到NaOH 和H2SO4示意图如下。下列说法错误的是 A. 全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为VO2+2H+e-=VO2+H2OB. 图中a电极为阴极，N物质是H2C. 全钒液流电池充电时，V3+被氧化为VO2+D. 电解时，b电极的反应式为SO32-+H2O-2e-=S
9、O42-+2H+【答案】C8Na2FeO4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】D【解析】根据图示，Cu电极为阴极，Fe电极为阳极。A项，右侧电极为Fe电极，Fe失去电
10、子发生氧化反应生成FeO42-，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，A项正确；B项，左侧为阴极室，H+的放电能力大于Na+，Cu电极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，当Cu电极上生成1mol气体时同时产生2molOH-，此时有2molNa+通过阳离子交换膜进入阴极室平衡电荷，B项正确；C项，根据B项分析，阴极室生成NaOH，左侧流出的NaOH溶液的浓度大于左侧加入的NaOH溶液的浓度，即b%a%，根据图示可将左侧流出的NaOH补充中该装置中部，以保证装置连续工作，C项正确；D项，Na2FeO4具有强氧化性，可利用Na2FeO4除去水中的细菌，Na2FeO
11、4的还原产物为Fe3+，Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体，Fe（OH）3胶体可吸附固体颗粒，用Na2FeO4不能除去水中的Ca2+，D项错误；答案选D。9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1
12、1.2 L (标准状况) 的气体生成【答案】C10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】C11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
13、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-=H2B. 电子流向： 电源负极X电极Y 电极电源正极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】C【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： 2H+2e-=H2，选项A错误；B. 电子流向： 电源负极阴极X电极、阳极Y 电极电源正极，选项B错误
14、；C、阴极反应为2H+2e-=H2，阳极反应为：4OH-4e-=O2+2H2O，当电路中通过1mol电子时，阴极得到0.5molH2，阳极得到0.25molO2，两极一共得到气体为0.5mol+0.25mol=0.75mol，标准状况下16.8L的气体，选项C正确；D、电解池中，电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，因此M为阳离子交换膜，A室获得副产品NaOH；若去掉双极膜（BP），则Cl-会在阳极失去电子，生成Cl2，在阳极室会有C12生成，B室产物发生变化，选项D错误。答案选C。12用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠,其装置如图所示。 下列叙述不正确的是A. 膜
15、a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜B. 阳极室、阴极室的产品分别是氢氧化钠、硝酸C. 阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H+O2D. 该装置工作时,电路中每转移0.2 mol 电子,两极共生成气体3.36L(标准状况)【答案】B13三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+ + O2 D. 中间室得到1L 2 mol/L盐酸时，电路中通
16、过1mol电子【答案】C14普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜( 阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是 A. 电极a为粗铜,电极b为精铜B. 甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C. 乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区D. 当电路中通过1mol电子时,可生成32g精铜【答案】D【解析】A. 由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为精铜；电极b阳极，为粗铜，A不正确；B. 甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质离子阳离子进入阴极区，B不正确；C. 乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C不正确；D. 当电路中通过
17、1mol电子时，可生成0.5mol精铜，其质量为32g ，D正确。本题选D。15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Ni2+的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是 A. 交换膜b为阴离子交换膜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H2生成D. 浓缩室得到1L 0.5 mol/L盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍【答案】D16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-
18、+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】C17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【
19、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，故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+，故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，故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
20、，生成3mol氢离子，可得到3mol H3BO3，故D错误；故选D。18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2H2O4e-=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室进入室D. 总反应式为Na2SO4+4H2O2NaOH+H2SO4+O2+2H2【答案】C19四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
21、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. 通电后室中的Cl-透过c 迁移至阳极区C. 、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】D20全钒液流电池充电时间短，续航能力强，被誉为“完美电池”，工作原理如图1所示，反应的离子方程式为:VO2+V3+H2OVO2+V2+ +2H+。以此电池电解Na2SO3溶液(电极材料为石墨),可再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图2所示。下列说法错误的是 A. 电解Na2SO3溶液时,a极与电池负极相
22、连,图1中H+从电池右边移向左边B. 电池充电时,正极电极反应为VO2+e-+2H+=VO2+H2OC. 电解时b的电极反应式为SO32-+H2O-2e- =SO42-+2H+D. 若电解过程中图2 所有液体进出口密闭，则消耗12.6g Na2SO3,阴极区变化的质量为4.4g【答案】B21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
23、. 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，
24、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，故D正确；答案选D。22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
25、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】C23I.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。 回答下列问题：（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为_。（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应离子方程式为_。II.用NaOH溶
26、液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示。(电极材料为石墨) （1）图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)_极，C口流出的物质是_。（2）b电极SO放电的电极反应式为_。（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_。【答案】 CH48e10OH=CO7H2O H2 2Cl2H2OCl2H22OH 负 硫酸 SO2eH2O=SO2H H2OHOH，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强（1）图中a极要连接电源的负极，C口流出的物质是硫酸。（2）b电极SO放电的电极反应式为SO2eH
27、2O=SO2H。（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，是因为水有电离平衡H2OHOH存在，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强。24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。
28、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
29、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：= ，x=0.08mol，所以T1温度下，反应平衡常数K
30、=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： = ，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
