高中 | 电解池原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第三节 电解池

电解池原理

双极膜在电化学中应用广泛,它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,工作时水层中的$\rm {{H}_{2}}O$解离成$\rm {{H}^{+}}$$\rm O{{H}^{-}}$,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷$\rm (CH{{I}_{3}})$又名碘仿,在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示,反应原理为$\rm {{C}_{2}}{{H}_{5}}OH+5I{{O}^{-}}=CH{{I}_{3}}+CO_{3}^{2-}+2{{I}^{-}}+O{{H}^{-}}+2{{H}_{2}}O$,下列说法不正确的是$(\qquad)$

 

["

电极$\\rm N$连接直流电源的负极

","

电解一段时间后,硫酸溶液浓度降低

","

电极$\\rm M$上的主要反应为$\\rm {{I}^{-}}-2{{e}^{-}}+2O{{H}^{-}}=I{{O}^{-}}+{{H}_{2}}O$

","

每制备$\\rm 1\\ mol$三碘甲烷,理论上双极膜内解离$\\rm 180\\ g\\ {{H}_{2}}O$

"]
[["B"]]

由图可知,该装置为电解池,与直流电源的负极相连的电极$\rm N$为电解池的阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,双极膜中氢离子向阴极移动,电极$\rm M$为阳极,碱性条件下碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子,次碘酸根离子与乙醇反应生成三碘甲烷、碳酸根离子、碘离子、氢氧根离子和水,双极膜中氢氧根离子向阳极移动。

A.由分析可知,与直流电源的负极相连的电极$\rm N$为电解池的阴极,故A正确;

B.由分析可知,与直流电源的负极相连的电极$\rm N$为电解池的阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,双极膜中氢离子向阴极移动,则电解一段时间后,电解一段时间后,阴极区硫酸浓度不变,故B错误;

C.由分析可知,电极$\rm M$为阳极,碱性条件下碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次碘酸根离子,电极反应式为$\rm {{I}^{-}}-2{{e}^{-}}+2O{{H}^{-}}=I{{O}^{-}}+{{H}_{2}}O$,故C正确;

D.由得失电子数目守恒可知,每制备$\rm 1\ mol$三碘甲烷,需要消耗$\rm 5\ mol$次碘酸根离子,外电路转移$\rm 10\ mol$电子,则理论上双极膜内解离$\rm 180\ g$水,故D正确。

故选:B

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