Question

10．清華大學(xué)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(fù)極
• C． 制備2.4 g LiOH產(chǎn)生2.24 L H₂（標(biāo)況）
• D． Y電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^一=40H^-

Answer 1

分析 該電解池實(shí)質(zhì)是電解水，根據(jù)圖知，Y極導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)出的是硫酸，則X極應(yīng)為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，陽極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，據(jù)此分析解答．

解答 解：該電解池實(shí)質(zhì)是電解水，根據(jù)圖知，Y極導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)出的是硫酸，則X極應(yīng)為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，陽極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑．
A．由圖可知LiOH從最右側(cè)導(dǎo)出，則Li⁺需通過N進(jìn)入最右側(cè)，故N為陽離子交換膜，故A正確；
B．根據(jù)以上分析，X極導(dǎo)出的是硫酸，則X極應(yīng)為水電離出的氫氧根放電，則X極為陽極，應(yīng)與電源正極相連，故B錯(cuò)誤；
C．制備2.4 g LiOH，n（OH^-）=$\frac{2.4g}{24g/mol}$=0.1mol，陰極電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，則n（H₂）=0.05mol，為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故C錯(cuò)誤；
D．Y極導(dǎo)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(yīng)式為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，故D錯(cuò)誤．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)、各個(gè)區(qū)域電解質(zhì)溶液成分是解本題的關(guān)鍵，會(huì)正確書寫電極反應(yīng)式，題目難度不大．