Question

某課外活動(dòng)小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題。

（1）若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為               ,總反應(yīng)的離子方程式為                  。

有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(填序號(hào))                 。

①溶液中Na⁺向A極移動(dòng)

②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)

③反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2．24 L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0．2 mol電子

（2）上述實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一小段時(shí)間后，再把開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為                。

（3）該小組同學(xué)認(rèn)為,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,則可以設(shè)想用如下圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應(yīng)式為              。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)      (填”大于”或”小于”或”等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口        (填寫“A”、“B”、“C”、“D”)導(dǎo)出。

③通電開始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡述原因                         。

④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)式為                        。

⑤燃料電池所用燃料可以是氫氣,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液態(tài)肼（分子式N₂H₄)可以在氟氣中燃燒生成氮?dú)夂头�化氫。利用肼、氟氣與KOH溶液組成堿性燃料電池,請(qǐng)寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:?      ?                                  ．

 

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2H⁺+2e^－=H₂↑    2Cl^－+ 2H₂O 2OH^－+H₂↑+Cl₂↑；②

（2）Fe－3e^－+3OH^－=Fe(OH)₃

（3）①4OH^－－4e^－= 2H₂O+O₂↑；小于  

②D 

③氫離子放電，促進(jìn)水的電離，氫氧根離子濃度增大；

④O₂+2H₂O+4e^－= 4OH^－；

⑤N₂H₄－4e^－+4OH^－=N₂↑+4H₂O．

【解析】

試題分析：（1）開關(guān)K與b連接是電解飽和食鹽水，B極為陰極，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^－=H₂↑總反應(yīng)的離子方程式為2Cl^－+ 2H₂O 2OH^－+H₂↑+Cl₂↑；①陽離子向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；②A極產(chǎn)生氯氣，使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)，正確；③電解時(shí)從溶液中失去的是氯氣和氫氣，一段時(shí)間后加入HCl可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，而不是鹽酸，錯(cuò)誤；④ 溶液不能轉(zhuǎn)移電子，錯(cuò)誤；

（2）開關(guān)K與a連接裝置為原電池，正極是氯氣得到電子，負(fù)極為鐵失去電子，變?yōu)?3價(jià)鐵，電解反應(yīng)式為Fe－3e^－+3OH^－=Fe(OH)₃；

（3）①陽極氫氧根離子失去電子，4OH^－－4e^－= 2H₂O+O₂↑；硫酸根離子通過陰離子交換膜，鉀離子通過陽離子交換膜，故此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)；②陰極氫離子放電生成氫氣和堿，故在陰極產(chǎn)生氫氧化鉀，從D口出；③氫離子放電，促進(jìn)水的電離，氫氧根離子濃度增大；④該電池負(fù)極為氫氣失去電子，正極為氧氣得到電子，正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^－= 4OH^－；⑤該電池肼在負(fù)極失去電子，注意堿性介質(zhì)，需結(jié)合氫氧根離子生成水，負(fù)極電極反應(yīng)式為N₂H₄－4e^－+4OH^－=N₂↑+4H₂O．

考點(diǎn)：考查電化學(xué)有關(guān)問題。