Question

（共12分）

電化學(xué)知識(shí)是化學(xué)反應(yīng)原理的重要部分，以下是常見的電化學(xué)裝置：

（1）某興趣小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如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_______________________。

②得到的氫氧化鉀從 （填A(yù),或D）排放出。常溫下，若將得到的2L濃度為0.25mol/L的KOH溶液與2L0.025mol/L的硫酸溶液混合（假設(shè)溶液混合后忽略體積變化），pH為

③此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù) （填大于，小于或等于）通過陽離子交換膜的離子數(shù)。

④若將制得的氫氣、氧氣和硫酸溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為____________________________________________

（2）如圖所示是一套電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，圖中C、D均為鉑電極，U為鹽橋，G是靈敏電流計(jì)，其指針總是偏向電源正極。

①向B杯中加入適量較濃的硫酸，發(fā)現(xiàn)G的指針向右偏移。此時(shí)A杯中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________，D電極上的電極反應(yīng)式為______________________。

②一段時(shí)間后，再向B杯中加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)G的指針向左偏移。此時(shí)整套實(shí)驗(yàn)裝置的總的離子方程式為__________________________。

 

Answer 1

（1）1分 ① 2H2O-4e-=== O2 +4H+或 4OH- -4e-===2H2O + O2

②D（1分），13（1分） ③小于 （1分）

④4H+ +O2+4e- ===2H2O （2分）

（2）①無色溶液變成藍(lán)色（2分）＋2H＋＋2e－===＋H2O（2分）

②I2＋＋H2O===2H＋＋2I－＋ (或I2＋＋2OH－===H2O＋2I－＋)（2分）

【解析】

試題分析：（1）①電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑；

②鉀離子向陰極移動(dòng)，所以KOH在陰極得到，則KOH從D口放出；2L濃度為0.25mol/L的KOH溶液中KOH的物質(zhì)的量是0.5mol，2L0.025mol/L的硫酸溶液中硫酸的物質(zhì)的量是0.05mol，所以KOH過量，混合后的氫氧根離子濃度是(0.5mol-0.05mol×2)/4L=0.1mol/L，所以溶液的pH=-lgc(H+)=13；

③陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動(dòng)，陰極氫離子放電，因此鉀離子向陰極移動(dòng)，所以通過相同電量時(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)；

④燃料原電池中，燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該燃料原電池中，氧氣是氧化劑，所以氧氣在正極上得電子和氫離子結(jié)合生成水，電極反應(yīng)式為4H+ +O2+4e- ===2H2O；

（2）①向B杯中加入適量較濃的硫酸，發(fā)現(xiàn)G的指針向右偏移，“G是靈敏電流計(jì)，其指針總是偏向電源正極”，所以說電子從C跑到D，則D是正極，C是負(fù)極，A中碘離子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，生成碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)，D中濃硫酸將低價(jià)的亞砷酸根離子氧化，該離子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：AsO43-+2H++2e-=AsO32-+H2O；

②再向B杯中加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)G的指針向左偏移，說明C是正極，D是負(fù)極，A中發(fā)生碘單質(zhì)失電子的反應(yīng)，B中發(fā)生亞砷酸失電子的反應(yīng)，總反應(yīng)為：AsO32-+I2+2H2O=2H++2I-+AsO43-。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用