Question

（14分）（Ⅰ）如圖所示：

（1）若開始時開關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的________腐蝕。請寫出正極反應(yīng)式 。

（2）若開始時開關(guān)K與b連接時，兩極均有氣體產(chǎn)生，則N端是電源的 極（填正或負(fù)）則總反應(yīng)的離子方程式為 。

（Ⅱ）用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鉀。

（1）X極與電源的_____(填“正”或“負(fù)”)極相連，氫氣從_____(填“A、B、C或D”)口導(dǎo)出。

（2）已知離子交換膜只允許一類離子通過，則M為________(填“陰離子”或“陽離子”)交換膜。

（3）若制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L氧氣，則生成氫氧化鉀的質(zhì)量是____________。

 

Answer 1

（1）吸氧（2分） O2 + 4e- +2H2O =4OH-（2分）

（2）負(fù)（2分） 2Cl- + 2H2OCl2↑＋2OH-＋H2↑（2分） （3）正 C （2分）

（4）陰離子 （2分） （5）56g （2分）

【解析】

試題分析：（Ⅰ）（1）若開始時開關(guān)K與a連接，則構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，石墨是正極，由于是氯化鈉溶液，因此鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，其中正極反應(yīng)式為O2 + 4e- +2H2O =4OH-。

（2）若開始時開關(guān)K與b連接時，兩極均有氣體產(chǎn)生，這說明此時是電解池，鐵是陰極，溶液中的氫離子放電，而石墨是陽極，溶液中的氯離子放電，實驗N端是電源的負(fù)極，總反應(yīng)的離子方程式為2Cl- + 2H2OCl2↑＋2OH-＋H2↑。

（Ⅱ）（1）題圖中左邊加入含硫酸的水，右側(cè)加入含KOH的水，說明左邊制硫酸，右邊制備KOH溶液，氫氧根離子在陽極放電，同時電解后溶液呈酸性，氫離子在陰極放電，同時電解后溶液呈堿性，則X為陽極，Y為陰極，所以X連接電源正極；Y電極上氫離子放電生成氫氣，所以氫氣從C口導(dǎo)出。

（2）OH-在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，使左邊溶液中H+增多，為了使溶液呈電中性，硫酸鉀溶液中的SO42-通過M交換膜向左邊遷移，即M為陰離子交換膜。

（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L氧氣的物質(zhì)的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，則根據(jù)電極反應(yīng)式4OH--4e-═2H2O+O2↑可知消耗氫氧根的物質(zhì)的量是1mol，因此根據(jù)2H++2e-═H2↑可知同時消耗氫離子是1mol，實驗產(chǎn)生氫氧化鉀的物質(zhì)的量是1mol，質(zhì)量是56g。

考點：考查電化學(xué)原理的應(yīng)用