Question

【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(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A極的電極反應(yīng)式為____________________B極的Fe發(fā)生__________ 腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）

(2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，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)的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　

(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，那么可以設(shè)想用如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”“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“A”“B”“C”或“D”)導(dǎo)出。

Answer 1

【答案】O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 吸氧 ② 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑（或4H2O－4e－= O2↑＋4H+） 小于 D

【解析】

(1)開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接形成原電池反應(yīng)，B極鐵電極作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A電極石墨作正極，中性溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子；

(2)開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接形成電解池，與電源正極相連的A電極為陽(yáng)極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，與電源負(fù)極相連的B電極為電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣�；謴�(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，“出什么加什么”的原則分析；

(3)①電解時(shí)，離子放電能力：OH->SO42-，在陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向，通過(guò)相同電量時(shí)，陰陽(yáng)離子交換的個(gè)數(shù)判斷；

②電解產(chǎn)生的氫氧化鉀在陰極產(chǎn)生。

(1)開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接形成原電池反應(yīng)，B電極鐵電極作負(fù)極，失電子被氧化生成Fe2+，B電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；A電極石墨電極作正極，由于溶液為中性，所以是溶液中的氧氣獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；Fe發(fā)生吸氧腐蝕；

(2)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，裝置為電解池，A(石墨)電極是陽(yáng)極，B(鐵)電極為陰極。

①.電解過(guò)程中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，B為陰極，溶液中Na+向B極移動(dòng)，①錯(cuò)誤；

②.A電極上溶液中的Cl-失去電子生成氯氣，氯氣有強(qiáng)的氧化性，能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)，②正確；

③.電解的總反應(yīng)方程式是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，從溶液中析出的物質(zhì)有H2、Cl2，所以要使溶液恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，反應(yīng)一段時(shí)間后加適量HCl氣體，不是加入鹽酸，③錯(cuò)誤；

合理答案為②；

(3)①電解時(shí)，陽(yáng)極上是溶液中的陰離子失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，由于放電能力OH->SO42-，所以陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽(yáng)極氫氧根離子放電，因此SO42-向陽(yáng)極移動(dòng)；陽(yáng)離子放電能力：H+>Na+，所以陰極H+放電，因此Na+向陰極移動(dòng)。當(dāng)通過(guò)相同電量時(shí)，通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)就小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)；

②電解產(chǎn)生的氫氧化鉀在陰極生成，所以氫氧化鉀溶液從出口D流出。