Question

用惰性电极电解法制备硼酸[H₃BO₃或B(OH) ₃]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是（    ）

A.阴极与阳极产生的气体体积比为1：2

B.b极的电极反应式为2H₂O－2eˉ=O₂↑+4H⁺

C.产品室中发生的反应是B(OH)₃+OHˉ=B(OH)₄ˉ

D.每增加1 mol H₃BO₃产品，NaOH溶液增重22g

Answer

D

【解析】

由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中的B(OH)4-通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4-、H+发生反应生成H3BO3；理论上每生成1mol产品，a、b电极反应式分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+，b极生成1molH+、a极生成0.5molH2。

A.由 a、b电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=O2↑+4H+可知，阴极生成2mol H2同时阳极生成1mol O2，故A错误；

B. b极为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故B错误；

C. 原料室中的B(OH)4-通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通入阳膜进入产品室，B(OH)4-、H+发生反应生成H3BO3，故C错误；

D. 理论上每生成1mol产品，a电极反应式分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，a极生成0.5molH2质量为1g，同时原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室1mol质量为23g，所以氢氧化钠溶液增重22g，故D正确；

本题选D。