Question

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

• A． N为阳离子交换膜
• B． X电极连接电源负极
• C． 制备2.4 g LiOH产生2.24 L H₂（标况）
• D． Y电极反应式为O₂+2H₂O+4e^一=40H^-

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，阴极电极反应式为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，氢氧根浓度增大，故Y为电解池的阴极；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：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，阴极电极反应式为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，氢氧根浓度增大，故Y为电解池的阴极；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↑．
A．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A正确；
B．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B错误；
C．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C错误；
D．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D错误．
故选A．

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．