Question

10．清華大學王曉琳教授首創(chuàng)三室膜電解法制備LiOH，其工作原理如圖．下列說法正確的是（　　）

• A． N為陽離子交換膜
• B． X電極連接電源負極
• C． 制備2.4 g LiOH產生2.24 L H₂（標況）
• D． Y電極反應式為O₂+2H₂O+4e^一=40H^-

Answer 1

分析 該電解池實質是電解水，根據圖知，Y極導出的LiOH，則Y極是水電離出的氫離子放電生成氫氣，陰極電極反應式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，氫氧根濃度增大，故Y為電解池的陰極；X極導出的是硫酸，則X極應為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，陽極反應式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，據此分析解答．

解答 解：該電解池實質是電解水，根據圖知，Y極導出的LiOH，則Y極是水電離出的氫離子放電生成氫氣，陰極電極反應式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，氫氧根濃度增大，故Y為電解池的陰極；X極導出的是硫酸，則X極應為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，陽極反應式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑．
A．由圖可知LiOH從最右側導出，則Li⁺需通過N進入最右側，故N為陽離子交換膜，故A正確；
B．根據以上分析，X極導出的是硫酸，則X極應為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，應與電源正極相連，故B錯誤；
C．制備2.4 g LiOH，n（OH^-）=$\frac{2.4g}{24g/mol}$=0.1mol，陰極電極反應式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，則n（H₂）=0.05mol，為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故C錯誤；
D．Y極導出的LiOH，則Y極是水電離出的氫離子放電生成氫氣，陰極電極反應式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，故D錯誤．
故選A．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，明確各個電極上發(fā)生的反應、各個區(qū)域電解質溶液成分是解本題的關鍵，會正確書寫電極反應式，題目難度不大．