《2025年人教金学典同步解析与测评高中化学选择性必修1人教版》

【例题 2】为提升电池循环效率和稳定性，科学家利用三维多孔海绵状 Zn（3D - Zn）可以高效沉积 ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的 3D - Zn - NiO(OH) 二次电池，结构如图 4 - 31 所示。电池反应为 $Zn(s) + 2NiO(OH)(s) + H_2O(l) \stackrel{放电}{\underset{充电}{\rightleftharpoons}} ZnO(s) + 2Ni(OH)_2(s)$。
下列说法错误的是（ ）。

A.三维多孔海绵状 Zn 具有较大的表面积，所沉积的 ZnO 分散度高
B.充电时，阳极反应为 $Ni(OH)_2(s) + OH^-(aq) - e^- = NiO(OH)(s) + H_2O(l)$
C.放电时，负极反应为 $Zn(s) + 2OH^-(aq) - 2e^- = ZnO(s) + H_2O(l)$
D.放电过程中，$OH^-$ 通过隔膜从负极区移向正极区

答案： D

【例题 3】某化学兴趣小组对电解饱和食盐水进行如下探究。
（1）电解饱和食盐水的装置如图 4 - 32 所示。

回答下列问题。
①石墨为电解池的______极，通电后吸引溶液中的离子有______和______，由于______（填离子符号，下同）还原性强于______，石墨电极上的反应为______。
②铂为电解池的______极，通电后吸引溶液中的离子有______和______，由于______（填离子符号，下同）氧化性强于______，铂电极上的反应为______，铂电极附近的溶液逐渐变为______色。电解的总反应是______。
③若将电解质溶液换成氯化镁溶液，电解一段时间，观察到阴极的主要现象是______，电极反应是______，电解总反应的离子方程式是______。
（2）图 4 - 33 是氯碱工业利用离子交换膜法电解精制食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
请回答下列问题。
①离子交换膜的作用为______、______。
②精制饱和食盐水从图中______（填“a”“b”“c”或“d”，下同）处补充，氢氧化钠溶液从图中______处流出。

（3）对比图 4 - 32 和图 4 - 33，可以发现，离子交换膜电解槽除了有防止副反应发生的优点，从 NaOH 纯度的角度看，图 4 - 33 所示装置的主要优点是______。

答案： （1）①阳 $Cl^-$ $OH^-$ $Cl^-$ $OH^-$ $2Cl^- - 2e^- = Cl_2↑$
②阴 $Na^+$ $H^+$ $H^+$ $Na^+$ $2H_2O + 2e^- = H_2↑ + 2OH^-$ 红 $2NaCl + 2H_2O \stackrel{电解}{=} H_2↑ + 2NaOH + Cl_2↑$
③有无色气体和白色沉淀生成 $Mg^{2+} + 2H_2O + 2e^- = H_2↑ + Mg(OH)_2↓$ $Mg^{2+} + 2H_2O + 2Cl^- \stackrel{电解}{=} H_2↑ + Mg(OH)_2↓ + Cl_2↑$
（2）①阻止 $OH^-$ 进入阳极室与 $Cl_2$ 反应 阻止阳极产生的 $Cl_2$ 和阴极产生的 $H_2$ 混合而发生爆炸
②a d
（3）产生的 NaOH 溶液中不含 NaCl