Question

14．清华大学王晓琳教授首创三室棋电解法制备LiOH，其工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． X电极连接电源负极
• B． N为阳离子交换膜
• C． Y电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
• D． 制备2.4 g LiOH产生的H₂在标准状况下为2.24 L

Answer 1

分析 该电解池实质是电解水，根据图知，Y极导出的LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气，则Y为电解池的阴极，阴极电极反应式为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；X极导出的是硫酸，则X极应为水电离出的氢氧根放电，则X极为阳极，阳极反应式为2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，据此分析解答．

解答 解：A．根据以上分析，X极导出的是硫酸，则X极应为水电离出的氢氧根放电，则X极为阳极，应与电源正极相连，故A错误；
B．由图可知LiOH从最右侧导出，则Li⁺需通过N进入最右侧，故N为阳离子交换膜，故B正确；
C．Y极导出的LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，故C错误；
D．制备2.4 g LiOH，n（OH^-）=$\frac{2.4g}{24g/mol}$=0.1mol，阴极电极反应式为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，则n（H₂）=0.05mol，为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D错误；
故选B．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，明确各个电极上发生的反应、各个区域电解质溶液成分是解本题的关键，会正确书写电极反应式，题目难度不大．