Question

【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)若開始實(shí)驗(yàn)時(shí)開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為_________。

(2)若開始實(shí)驗(yàn)時(shí)開關(guān)K與b連接，則下列說(shuō)法正確的是_____(填序號(hào))。

①溶液中Na＋向A極移動(dòng)

②從A極逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)

③反應(yīng)一段時(shí)間后向電解液中加適量鹽酸可使其恢復(fù)到電解前的濃度

(3)該小組運(yùn)用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為_________，通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)____(填“>”“<”或“＝”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)；

②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序?yàn)?/span>____；

③電解一段時(shí)間后，B口與C口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為___。

Answer 1

【答案】Fe－2e-=Fe2+ ② 2H2O-4e-=O2↑+4H+(寫4OH--4e-=2H2O+O2↑也可) < b<a<c<d 8∶1

【解析】

（1）開關(guān)與a點(diǎn)相連接時(shí)形成的是原電池，鐵為原電池的負(fù)極，失去電子；

（2）當(dāng)開關(guān)與b點(diǎn)連接時(shí)，形成的裝置是電解池，石墨與電源的正極相連為陽(yáng)極，鐵與電源的負(fù)極相連，為陰極，據(jù)此判斷；

（3）①電解硫酸鉀溶液，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，OH-被氧化生成O2，SO42-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，鉀離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng)；

②OH-被氧化，陽(yáng)極生成H+和O2，pH減小，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成H2和OH-，pH值增大；

③B口生成氧氣，C生成氫氣。

（1）開關(guān)與a點(diǎn)相連接時(shí)形成的是原電池，鐵為原電池的負(fù)極，失去電子，電極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+；

（2）當(dāng)開關(guān)與b點(diǎn)連接時(shí)，形成的裝置是電解池，石墨與電源的正極相連為陽(yáng)極，鐵與電源的負(fù)極相連，為陰極；①陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即Na+向B極移動(dòng)；②A端為陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中的Cl-失去電子變成Cl2，Cl2能使淀粉KI試紙變成藍(lán)色；③陰極上H+得到電子變成氫氣，因此反應(yīng)一段時(shí)間后向電解液中通入HCl可使其恢復(fù)到電解前的濃度；

（3）①電解硫酸鉀溶液，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，OH-被氧化生成O2，電極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；SO42-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，鉀離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng)，據(jù)電荷守恒，則通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的K+數(shù)大于通過(guò)陰離子交換膜的SO42-數(shù)；

②電解后生成的硫酸和KOH溶液的濃度均比原來(lái)的大，則b<a，d>c，又因?yàn)閴A溶液pH大于酸溶液pH，則：b<a<c<d；

③B口生成氧氣，C生成氫氣，物質(zhì)的量之比為1:2，則質(zhì)量之比為32：4=8:1。