分類(lèi)突破電解原理應(yīng)用常考題型

◇ 姜 俊

電解原理的應(yīng)用是歷年高考的必考點(diǎn)，主要圍繞電解池的工作原理考查電極反應(yīng)式的正誤判斷或書(shū)寫(xiě)、離子交換膜的判斷及相關(guān)計(jì)算等．

1 電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用

例1一種利用H2S電催化制氫并最終制得硫酸的裝置如圖1所示．b接電源的(填“正”或“負(fù)”)極，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

圖1

a電極H2S轉(zhuǎn)化為SO2，硫元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，所以b接電源的負(fù)極；陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

2 電解原理在工業(yè)中的應(yīng)用

例2光電池在光照條件下可產(chǎn)生電壓，如圖2所示裝置可以實(shí)現(xiàn)光能源的充分利用，雙極性膜可將水解離為H＋和OH－，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)．下列說(shuō)法不正確的是( )．

圖2

A．該裝置將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并分解水

B．雙極性膜可控制其兩側(cè)溶液分別為酸性和堿性

C．如陽(yáng)極區(qū)為KOH溶液，在光照過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)溶液中的c(OH－)基本不變

D．再生池中的反應(yīng):

由圖可知，該裝置將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并分解水，選項(xiàng)A說(shuō)法正確；雙極性膜可將水解離為H＋和OH－，由圖可知，H＋進(jìn)入陰極，OH－進(jìn)入陽(yáng)極，故雙極性膜可控制其兩側(cè)溶液分別為酸性和堿性，選項(xiàng)B說(shuō)法正確；光照過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)式為4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，雙極性膜可將水解離為H＋和OH－，OH－進(jìn)入陽(yáng)極，所以溶液中的n(OH－)基本不變，但H2O增多，使c(OH－)降低，選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析，再生的反應(yīng)方程式為

選項(xiàng)D說(shuō)法正確．答案為C．

3 電解原理在環(huán)境治理中的應(yīng)用

例3利用反應(yīng)6NO2＋8NH3＝7N2＋12H2O設(shè)計(jì)為電池可用于消除NO2，其簡(jiǎn)易裝置如圖3．

圖3

(2)常溫下，若用該電池電解0．6L飽和KCl溶液，一段時(shí)間后，測(cè)得飽和KCl溶液pH變?yōu)?3，則理論上a極上消耗A氣體的體積為(氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀況；假設(shè)電解過(guò)程中溶液體積不變)．

(1)b極有電子流入，是正極，NO2得到電子，電極反應(yīng)式為

(2)生成KOH的物質(zhì)的量為0．6L×0．1 mol·L－1＝0．06mol，轉(zhuǎn)移0．06 mol電子，a電極NH3放電，1molNH3轉(zhuǎn)移3mol電子，則理論上a極上消耗A氣體的物質(zhì)的量是0．02 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448mL．