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考點(diǎn)四十六 多室電解池 1．三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42-可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是（　?。? A． 通電后中間隔室的SO42-離子向正極遷移，正極區(qū)溶液堿性增強(qiáng) B． 該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C． 陰極區(qū)溶液pH降低，陽極區(qū)溶液pH升高 D． 當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成 【答案】B 2．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)4一，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）。下列說法正確的是 A． 當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí)，可得到lmolH3BO3 B． 將電源的正負(fù)極反接，工作原理不變 C． 陰極室的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-＝O2+4H+ D． B(OH)4一穿過陰膜進(jìn)入陰極室，Na+穿過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室 【答案】A 3．某化學(xué)興趣小組學(xué)生對塑料飯盒廢棄物的水解液進(jìn)行電滲析處理，同時(shí)得到對苯二甲酸。原理如圖所示（H2A表示對苯二甲酸，A2-表示對苯二甲酸根離子），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200ml的8.3g/L對苯二甲酸溶液，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 4．（題文）電解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％”“<”或“=”）； ②常溫下，0.1mol/L的NaHSO3溶液的pH=6，則c（SO32-）- c（H2SO3）= _________ mol/L（填寫準(zhǔn)確數(shù)值）。 【答案】 NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+ NO（g）△H= -42 kJ?mol-1 負(fù) 硫酸 SO32--2e- + H2O =SO42-+ 2H+ SO32- + H2O ?HSO3- + OH - ＞ 9.910-7 21．利用化學(xué)反應(yīng)可以為人類提供能源，也可用來解決環(huán)境問題。 (1)已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 H-H O=O O-H 鍵能kJmol-1 436 495 463 ①寫出H2與O2反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式____________； ②利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池，已知該電池每發(fā)1kWh電能生成360g水蒸氣，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為_____%(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (2)三室式電滲析法可以處理含K2SO4的廢水，原理如圖所示，兩極均為惰性電極，ab為陽離子交換膜，cd為陰離子交換膜。 ①陰極區(qū)的pH______(填“升高”或“降低”)； ②陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________； ③當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，陰極上生成氣體的體積為_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 【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．焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： （1）生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式__________。 （2）利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為： ①pH=4.1時(shí)，Ⅰ中為__________溶液（寫化學(xué)式）。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 （3）制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后，__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 （4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.01000 molL?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_____________，該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________gL?1（以SO2計(jì)）。 【答案】2NaHSO3＝Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液2H2O－4e－＝4H＋+O2↑aS2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋0.128 23．根據(jù)所學(xué)知識完成題目： （1）某課外活動(dòng)小組同學(xué)用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題： ①若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的___腐蝕．請寫出正極反應(yīng)式：___ ． ②若開始時(shí)開關(guān)K與b連接時(shí)，兩極均有氣體產(chǎn)生，則N端是電源的___極（填正或負(fù)），則總反應(yīng)的離子方程式為___ ． （2）該小組同學(xué)設(shè)想，用如圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉． ①制得的氫氧化鈉溶液從出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）___導(dǎo)出．通過陰離子交換膜的離子數(shù)___（填“＞”、“＜”或“=”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)． ②通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請簡述原因：___ ． 【答案】 吸氧 O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 負(fù) 2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑ D ＜ H+在陰極放電，水的電離平衡正向移動(dòng)，溶液中OH﹣濃度增大，pH增大（合理即可） 24．某科研機(jī)構(gòu)用NaOH溶液吸收硫酸工業(yè)廢氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到某種副產(chǎn)物，其原理如圖所示（電極材料為石墨）。 （1）當(dāng)有1molNa＋通過陽離子交換膜時(shí)，a極生成氣體__________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陽極的電極反應(yīng)式是______________________________。 （2）稀NaOH溶液的作用是____________，B處流出較濃的NaOH溶液，C處流出的是________________。 （3）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若用甲烷－空氣燃料電池做電源，處理含SO2 20%（體積分?jǐn)?shù)）的廢氣40m3，理論上需要消耗甲烷___________m3。 【答案】 11.2 SO32- －2e－＋H2O==SO42- ＋2H＋ 增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性 較濃的硫酸 2 25．(1) ①某燃料電池以二甲醚為原料，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，其負(fù)極反應(yīng)如下：CH3OCH3＋6CO32-－12e－===8CO2＋3H2O。寫出該燃料電池的正極反應(yīng)式：_____________。 ②廢水中含甲醇對水質(zhì)會(huì)造成污染，Co3＋可將甲醇氧化為CO2。某同學(xué)以Pt作電極電解酸性含甲醇廢水與CoSO4混合液模擬工業(yè)除污原理，其陽極反應(yīng)式為________________________。 ③用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為______________。 (2) 某同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式為___________________________。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)_________ (填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 ②制得的氫氧化鉀溶液從出口_______(填“A”、“B”、“C”或“D”)導(dǎo)出。 【答案】 2CO2＋O2＋4e－===2CO Co2＋－e－===Co3＋ 0.4NA 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 小于 D