电解池 金属的电化学腐蚀与防护
1.NaClO2是重要的消毒剂和漂白剂,可用如图所示装置制备。下列说法正确的 是 ( )
A.电极b为负极 B.阳极区溶液的pH增大
C.电极D的反应式为ClO2+e
-
Cl
D.电极E上生成标准状况下22.4 L气体时,理论上阴极区溶液质量增加135 g
【解析】选C。A.D极区通入的ClO2发生还原反应生成Cl
-
,则D极区为阴极区,a为电源的
负极,则b为电源正极,故A错误;B.阳极区为溶液中的OH失电子被氧化生成氧气,同时促进水的电离生成H,阳极区溶液的pH减小,故B错误;C.电极D上发生还原反应的电极反应式为
+
ClO2+e
-
Cl,故C正确;D.电极E上生成标准状况下氧气22.4 L时,转移电子为4 mol,
阴极发生还原反应的ClO2为4 mol,理论上阴极区溶液质量增加270 g,故D错误。 2.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如下图所示,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,以下说法正确的是 ( )
A.a 极与电源的负极相连 B.产物丁为硫酸溶液
C.离子交换膜d 为阴离子交换膜(允许阴离子通过)
D.b 电极反应式为:2H2O+2e
-
2OH+H2↑
-
【解析】选D。惰性电极电解硫酸钠溶液,阴极生成氢气、阳极产生氧气,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,所以甲为氧气、乙为氢气,a是阳极,b是阴极。a极与电源的正极相连,A错误;乙是氢气,氢离子放电,水的电离平衡被破坏,产生氢氧化钠,因此丁是氢氧化钠溶液,B错误;丁是氢氧化钠,离子交换膜d为阳离子交换膜,C错误;b电极是阴极,氢离子放电,电极反应式:2H2O+2e
-
H2↑+2OH,D正确。答案选D。
-
3.(2019·全国卷Ⅱ·节选)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广
泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为 _______________, 总反应为______________。 电解制备需要在无水条件下进行,原因为 ______________。
【解析】由原理图可知,Fe电极的铁生成Fe,发生氧化反应,Fe电极为电解池的阳极;由图可
2+
知有H2生成,电解池的总反应为Fe+2
-2+
+H2↑。中间物Na能与水反应,且水会电
解生成OH,与Fe反应生成Fe(OH)2,故电解制备需要在无水条件下进行。
答案:Fe电极 Fe+2
-
+H2↑(或Fe+2C5H6
2+
Fe(C5H5)2+H2↑) 水会阻碍中间物
Na的生成;水会电解生成OH,进一步与Fe反应生成Fe(OH)2
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