《2025年资源库高中化学人教版》

[湖北2023·10]我国科学家设计如图14-2-20所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl₂生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h⁻¹。下列说法错误的是（ ）
A. b电极反应式为2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 电解时海水中高能的水分子可穿过PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为2x mol·h⁻¹

答案： D
解析：电极a生成O₂（阳极）：4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O，电极b生成H₂（阴极）：2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻，A正确；阴极生成的OH⁻通过阴离子交换膜进入阳极室补充消耗的OH⁻，B正确；PTFE膜允许水蒸气进入，补充电解消耗的水，C正确；总反应为2H₂O$\xlongequal{电解}$2H₂↑+O₂↑，生成H₂速率为x mol·h⁻¹，则补水速率为x mol·h⁻¹，D错误。

[浙江选考]通过电解废旧电池中的LiMn₂O₄可获得难溶性的Li₂CO₃和MnO₂，电解示意图如图14-2-21所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 电极A为阴极，发生还原反应
B. 电极B的电极反应：2H₂O+Mn²⁺-2e⁻=MnO₂+4H⁺
C. 电解一段时间后溶液中Mn²⁺浓度保持不变
D. 电解结束，可通过调节pH除去Mn²⁺，再加入Na₂CO₃溶液以获得Li₂CO₃

答案： C
解析：电极A上Mn元素化合价降低（LiMn₂O₄→Mn²⁺），发生还原反应，为阴极，A正确；电极B为阳极，Mn²⁺失电子生成MnO₂：Mn²⁺+2H₂O-2e⁻=MnO₂+4H⁺，B正确；阴极反应：LiMn₂O₄+3e⁻+8H⁺=2Mn²⁺+Li⁺+4H₂O，每转移3mol e⁻，阴极生成2mol Mn²⁺，阳极消耗1.5mol Mn²⁺，则Mn²⁺浓度增大，C错误；电解结束后调节pH使Mn²⁺沉淀，加入Na₂CO₃与Li⁺结合生成Li₂CO₃，D正确。