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17.工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱,生产装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极.测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,以下说法中正确的是(  )
A.a极与电源的负极相连B.产物丙为硫酸溶液
C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.b电极反应式:4OH--4e-=O2↑+2H2O

分析 装置图分析可知是电解装置,电极硫酸钠溶液,实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成氧气,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2,阴极生成氢气,2H++2e-=H2↑,气体体积比为1:2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜.

解答 解:装置图分析可知是电解装置,电极硫酸钠溶液,实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成氧气,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2,阴极生成氢气,2H++2e-=H2↑,气体体积比为1:2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜;
A、分析可知a电极为阳极,与电源正极相连,故A错误;
B、阳极a生成氧气,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,阳极室水的 电离平衡被破坏生成氢离子,生成产物丙为硫酸,阴极生成氢气,2H++2e-=H2↑,生成产物丁为氢氧化钠,故B正确;
C、阳极a生成氧气,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,阳极室水的 电离平衡被破坏生成氢离子,生成产物丙为硫酸,阴极生成氢气,2H++2e-=H2↑,生成产物丁为氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜,故C错误;
D、阳极a生成氧气,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,b电极是阴极,该电极上应该发生得电子的还原反应,故D错误;
故选B.

点评 本题考查了电解原理的分析应用,电极产物和电极名称判断是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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5.用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染.
已知:反应I:4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(l)△H1
反应II:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H2 (且|△H1|=2|△H2|)
反应III:4NH3(g)+6NO2(g)?5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)△H3
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表
温度/K反应I反应II已知:
K2>K1>K2′>K1
298K1K2
398K1K2
(1)推测反应III是吸热反应(填“吸热”或“放热”)
(2)相同条件下,反应I在2L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产生N2的量随时间变化如图1所示.
①计算0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率v(NO)=0.375mol•L-1min-1
②下列说法正确的是CD.
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡
(3)一定条件下,反应II达到平衡时体系中n(NO):n(O2):n(NO2)=2:1:2.在其它条件不变时,再充入NO2气体,分析NO2体积分数--φ(NO2)的变化情况:(填“变大”、“变小”或“不变”)恒温恒压容器,φ(NO2)不变;恒温恒容容器,φ(NO2)变大.
(4)一定温度下,反应III在容积可变的密闭容器中达到平衡,此时容积为3L,c(N2)与反应时间t变化曲线X如图2所示,若在t1时刻改变一个条件,曲线X变为曲线Y或曲线Z.则:
①变为曲线Y改变的条件是加入催化剂.变为曲线Z改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L.

②若t2降低温度,t3达到平衡,请在上图中画出曲线X在t2-t4内 c(N2)的变化曲线.

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