《2025年高考总复习首选用卷化学》

19. （2023·湖南长沙一中检测）多室电解池在工业生产中应用广泛。回答下列问题：
（1）一种“分步法电解制氢气”的装置如图1所示，该方法制氢气分两步：第一步在其中一个惰性电极产生$H_{2}$，$NiOOH/Ni(OH)_{2}$电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生$O_{2}$。

①第一步反应时，开关K应该连接________（填“$K_{1}$”或“$K_{2}$”）。
②第二步反应时，$NiOOH/Ni(OH)_{2}$电极的电极反应式为______________________________。
③当电路中转移6.25 mol电子时，产生67.2 L（标准状况）$H_{2}$，则电能的利用率为________%。
（2）砷酸可用于制造有机颜料、杀虫剂等，利用如图2所示的三室电解池电解亚砷酸钠$(Na_{3}AsO_{3})$溶液可得到砷酸$(H_{3}AsO_{4})$和$NaOH$。则a电极应接电源的________极，b电极的电极反应式为__________________________。
（3）用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸的装置如图3所示。交换膜A为________（填“阳离子”或“阴离子”）交换膜，电极N的电极反应式为__________________________；当电路中通过$3.8528×10^{5}\ C$电荷量时，制得次磷酸的物质的量为________（1个电子的电荷量为$1.6×10^{-19}\ C$，设阿伏加德罗常数$N_{A}$约为$6.02×10^{23}\ mol^{-1}$）。

答案： K₁@@NiOOH + e⁻ + H₂O = Ni(OH)₂ + OH⁻@@96@@负@@AsO₃³⁻ - 2e⁻ + H₂O = AsO₄³⁻ + 2H⁺@@阳离子@@2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻@@4 mol