经典高考原电池电解池离子交换膜问题

经典高考原电池电解池离子交换

膜问题

【试题】以铬酸钾为原料，电化

学法制备重铬酸钾的实验装置

示意图如下：下列说法不正确的

是

A．在阴极室，发生的电极

反应为：2HO＋2e2OH

2

－－

＝

不锈钢 惰性电极

稀KOH溶液

|

阳离子交换膜

KCrO溶液

24

＋H↑

2

B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳

＋ ＋

22

极区H浓度增大，使平衡2 ＋HO向右＋2H

Cr苹果电脑开不了机 OCrO

274

2

移动

C．该制备过程总反应的化学方程式为：4KCrO＋

24

4HO2KCrO＋4KOH＋2H↑＋O↑

22梦见花生米 2722

通电

D．测定阳极液中K与Cr的含量。若K与Cr的物质的量

之比为，则此时铬酸钾的转化率为1－

d

d

2

【答案】D

【解析】根据实验装置图可知：阴极(不锈钢)发生的反应为

2

2HO＋2e2OH＋H↑；因为是最高价含氧酸根，不

22

－－

＝

CrO

4

可能在阳极 (惰性电极)失去电子，阳极发生的反应为2HO—4e

2

－+＋ +

22

产生的H使平衡2 ＋HO4H＋O↑，＋2H

CrOCrO

274

22

＝

向右移动，即生成KCrO，溶液逐渐由黄色变为橙色。阳极室

227

中多余的K通过阳离子交换膜移向阴极室，平衡两室中的电荷。

+

电解过程中实质是电解水，一段时间以后，阴极室KOH溶液浓

度增大。

D选项：在阳极室中，电解前是KCrO溶液，其K与Cr

24

的物质的量之比值为2，电解后若KCrO完全转化为KCrO，

24227

其K与Cr的物质的量之比值为认识用英语怎么说 1，则1≤≤2。在1≤≤2

dd

时，铬酸钾的转化率为100%≤≤0。

[巧解]将d的取值范围1≤≤2代入题设的“式子： 1－”，

d

d

2

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铬酸钾的转化率为50%≤≤100%，与事实相悖。

[推导]设1 mol KCrO有x mol转化为KCrO，即生成

24227

x/2 mol KCrO，还余 (1 mol—x mol) 长高技巧 KCrO，古希腊神话故事有哪些 故有：

22724

n

(K) 2(1 mol—x mol) +

=

d

解得 x =2— mol 即铬酸钾的转化率= 100(2

d

=

—)%

d

【点评】本题以电解法制备重铬酸钾工业生产实际为背景材

料，考查电化学知识、平衡移动与转化率的简单计算。要求掌握

离子在电极上的excel表格复制后怎么保持原格式 放电次序、正确书写电极反应与电池反应或正确

判断电极反应与电池反应的正误、阳离子交换膜的作用、平衡移

动的原因、转化率的概念及其计算或转化率公式的推导。思维跨

度大，思考容量大。工业生产的最大亮点是：用阳极水放电产生

22

的H促进同时得到副产物KOH。命题的最大转化为，

+

CrOCrO

427

22

亮点是利用教材中在不同pH中与互相转化及其溶液

CrOCrO

427

的颜色变化，与电解知识联系起来，考查综合运用知识的能力皇上的英文 。

【商榷】（1）“比”与“比值”是两个不同的概念。题设的“K

与Cr的物质的量之比为”，准确地说这里的不是比而是K

dd局域网文件共享

与Cr的物质的量之比值。

（2）题给的实验装置图如果改用教材中工业上电解

饱与食盐水的青少年运动 装置图岂不更好！

【拓展】阳离子交换膜的构造与工作原理：

交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳

离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移

动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”带负电荷基团的排

斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择

性”透过的原因。其构造与工作示意图如下：

阴离子交换膜的构造与工作原理与此相同，只不过是“孔道”中

带正电荷基团而已。

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