Question

【題目】.某課外活動(dòng)小組同學(xué)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題。

(1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為________________________。

(2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)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)該實(shí)驗(yàn)的下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))___________。

①溶液中Na+向A極移動(dòng) ②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI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

(3)該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，設(shè)想用下圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為___________。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)_____(填“大于”或“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)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(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)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______________________。

Answer 1

【答案】Fe －2e = Fe2+ 2H++ 2e-= H2↑ 2Cl-+ 2H2O 電解 2OH-+ H2↑ + Cl2↑ ② 4OH--4e-=2H2O + O2↑ ﹤ D H+放電，促進(jìn)水的電離，OH-濃度增大 O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-

【解析】

(1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接時(shí)，組成原電池，B極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe －2e = Fe2+ ；(2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接時(shí)組成電解池，B極為陰極，H+和Na+向B極移動(dòng)，H+得電子，電極反應(yīng)式為2H++ 2e-= H2↑，A極Cl-失去電子，逸出Cl2，能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)，總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+ 2H2O 電解 2OH-+ H2↑ + Cl2↑；B極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氣體，即0.1mol H2，轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，但是溶液中無(wú)電子轉(zhuǎn)移。反應(yīng)一段時(shí)間后通入氯化氫氣體可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度。選擇②；

(3)陽(yáng)極氫氧根和硫酸根中氫氧根失去電子，4OH--4e-=2H2O + O2↑；此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的是OH-、SO42-，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的是K+、H+，OH-和 H+相等，SO42-是K+的一半，所以通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

通電開(kāi)始后陰極H+放電，促進(jìn)水的電離，OH-濃度增大。

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，電池正極反應(yīng)掉O2，電極反應(yīng)式為O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-。