Question

工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯．电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）

A、阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极上放电

B、该电解槽的阳极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

C、通电后，该电解槽阴极附近溶液pH会减小

D、除去杂质后氢氧化钾溶液从出口B导出

Answer 1

分析：用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中阴极区H⁺放电，H⁺浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH^-浓度增大．在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K⁺和H⁺通过，这样就在阴极区聚集大量的K⁺和OH^-，从而产生纯的氢氧化钾溶液．

解答：解：用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中阴极区H⁺放电，H⁺浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH^-浓度增大．在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K⁺和H⁺通过，这样就在阴极区聚集大量的K⁺和OH^-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，
A．阴极材料不反应反应，可以是Fe，由上述分析中可知，电解除杂过程相当于电解水，阳离子K⁺和H⁺通过，这样就在阴极区聚集大量的K⁺和OH^-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，故含氧酸根杂质不参与电极上放电，故A正确；
B．由上述分析可知，电解除杂过程相当于电解水，阳极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故B正确；
C．阴极：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中阴极区H⁺放电，H⁺浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH^-浓度增大，阴极附近溶液pH会增大，故C错误；
D．在阴极区聚集大量的K⁺和OH^-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出，故D正确，
故选C．

点评：本题考查电解原理与应用，难度中等，关键是根据离子放电顺序判断电解过程中发生的反应理解除杂原理．