第1章 微专题2 多室电解-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1 化学反应原理【导与练】高中同步全程学习word（鲁科版）山东专用

微专题2　多室电解

1.多室电解概念:多室电解是运用离子交换膜控制离子运动方向,以达到控制生成物的特殊电解装置。

2.常见离子交换膜:①质子交换膜,仅允许H+通过;②阳离子交换膜,仅允许阳离子通过;③阴离子交换膜,仅允许阴离子通过;④特定离子交换膜:比如Na+离子交换膜等,仅允许特定离子通过。

3.多室电解解题技巧

多室电解解题关键是读图,析图。多室电解一般都会提供电解装置图,图中一般提供四类信息:①电极;②隔膜;③物质或离子移动方向;④化合价。多室电解分析时:阴极室、阳极室要分析电极反应及离子移动方向;中间室分析离子移动及由离子移动后引发的反应。

[典型例题] (2020·山东德州期中)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。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl,其工作原理如图所示,M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(　　)

A.Y电极与电源正极相连,发生的反应为4OH--4e-O2↑+2H2O

B.N为阴离子交换膜,M为阳离子交换膜

C.“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)

D.若去掉双极膜(BP),电路中每转移1 mol电子,两极共得到0.5 mol气体

解析:分析可知,Y电极为阳极,与电源正极相连,发生的反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,A说法正确;分析可知,M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,B说法正确;“双极膜组”电渗析法利用阴、阳离子的定向移动,可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH),C说法正确;若去掉双极膜(BP),电路中每转移1 mol电子,两极可产生0.5 mol Cl2和0.5 mol H2,共得到1 mol气体,D说法错误。

答案:D

凝练素养:通过多室电解问题,培养学生科学探究与创新意识素养。

[跟踪训练] (2020·河南南阳期中)如图为通过电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理。下列说法正确的是(　C　)

A.a膜为阴离子交换膜,c膜为阳离子交换膜

B.N室中,进口和出口NaOH溶液的浓度:a%>b%

C.若每生成2 mol H3BO3,两极室共生成33.6 L气体(标准状况)

D.电子从电源负极流出到达右侧石墨电极,经过电解质溶液到达左侧石墨电极,沿导线流回电源正极

解析:由分析可知,a膜为阳离子交换膜,c膜为阳离子交换膜,A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Na+通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以a%<b%,B错误;理论上每生成2 mol H3BO3产品,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-O2↑+4H+、2H2O+2e-H2↑+2OH-,M室生成0.5 mol O2、N室生成1.0 mol H2,两极室共生成气体体积在标准状况下是(0.5 mol+1.0 mol)×22.4 L/mol=33.6 L,C正确;电子不能通过溶液,D错误。

(以下选择题有1个或2个选项符合题意)

1.(2020·河北张家口期中)某混合物中有活性炭、MnO2和NaClO3,利用如图的电解装置可以将混合物中的NaClO3转化成KClO3提取出来(已知:KClO3在碱性条件下能够稳定存在,在酸性条件下易分解)。下列说法正确的是(　C　)