题目内容
11．电解原理在化学工业中有广泛应用．
（1）电解食盐水是氯碱工业的基础．目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图1所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：
①图中A极要连接电源的正（填“正”或“负”）极．
②精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中d位置流出．（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”）
③电解总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．
（2）电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益．实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图2所示（图中电极均为石墨电极）．若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验．
①写出电解时NO2发生反应的电极反应NO2-e-+H2O=NO3-+2H+．
②若有标准状况下2.24L NO2被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H+为0.1mol．
（3）为了减缓钢制品的腐蚀，可以在钢制品的表面镀铝．电解液采用一种非水体系的室温熔融盐，由有机阳离子、A12C17-和AlCl4-组成．
①钢制品应接电源的负极．
②己知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-．
③若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑．
分析 （1）由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边A为阳极，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，右边B为阴极，电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，则生成氢氧化钠从图中d位置流出，据此分析解答；
（2）①根据图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的硝酸，所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸；
②n（NO2）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，阳极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，有0.2mol氢离子生成，因为有0.1mol硝酸生成，则有0.1mol氢离子引入阴极室；
（3）依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极，钢铁做阴极，由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解液来实现；改用AlCl3水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气．
解答 解：（1）①由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边A为阳极，所以A极要连接电源的正极，故答案为：正；
②由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边A为阳极，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边B为阴极，电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，则生成氢氧化钠从图中d位置流出，
故答案为：a；d；
③电解总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ Cl2↑+H2↑+2OH-，
故答案为：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ Cl2↑+H2↑+2OH-；
（2）①根据图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的硝酸，所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸，电极反应式为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，
故答案为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；
②n（NO2）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，阳极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，有0.2mol氢离子生成，因为有0.1mol硝酸生成，则有0.1mol氢离子引入阴极室，
故答案为：0.1；
（3）①依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，故答案为：负；
②由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al2Cl7-得到电子生成，电极反应为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-；故答案为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-；
③改用AlCl3水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，阴极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑．
点评 本题考查电解原理，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意（2）②中电解后的硝酸还包含原来的硝酸，为易错点．
期末集结号系列答案| A． | 容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1 | |
| B． | 容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 | |
| C． | 容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多 | |
| D． | 容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 |
| A． | 用惰性电极电解熔融氯化钠：2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH- | |
| B． | 铁粉溶于稀硫酸：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑ | |
| C． | 用 CuSO4溶液吸收 H2S：Cu2++H2S═CuS↓+2H+ | |
| D． | 向 NH4HSO4 溶液中滴加少量的 Ba（OH）2溶液：Ba2++2OH-+NH+H2O+H++SO2-═BaSO4↓+NH3•H2O |
| A． | 电池工作时，c溶液中的溶质一定是MgCl2 | |
| B． | 负极反应式：ClO--2e-+H2O=Cl-+2OH- | |
| C． | 电池工作时，OH-向b电极移动 | |
| D． | b电极发生还原反应，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.1 mol Cl- |
| A． | 用 KIO3氧化酸性溶液中的 KI：5I-+IO3-+3H2O═3I26OH- | |
| B． | 向（NH4）2Fe（SO4）2稀溶液中加一定量NaOH 溶液：NH++2Fe2++5OH-═NH3•H2O+2Fe（OH）2↓ | |
| C． | 向氯化铝溶液中滴入过量氨水：Al3++3OH-═Al（OH）3↓ | |
| D． | 将少量SO2通入NaClO溶液：SO2+H2O+2ClO-═SO32-+2HClO |
| A． | 在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 | |
| B． | 镀层破损后，白铁（镀锌）比马口铁（镀锡）更易被腐蚀 | |
| C． | 工业上电解饱和食盐水制烧碱，NaOH在阴极产生 | |
| D． | 钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，完全相同的反应是负极反应 |
