Question

（2008?東莞模擬）某課外活動(dòng)小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題．
（1）若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為

Fe-2e=Fe²⁺

．
（2）若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-=H₂↑

，總反應(yīng)的離子方程式為

2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的下列說(shuō)法正確的是（填序號(hào)）

②

．
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2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol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)想用右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

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

．此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)

小于

（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（填寫“A”、“B”、“C”、“D”）

D

出口導(dǎo)出．
③通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因

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，則電池正極的電極反應(yīng)式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：K與a連接，沒(méi)有電源，裝置為原電池，鐵為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；K與b連接裝置中有電源為電解池，鐵與負(fù)極相連為陰極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)極氫氧根放電發(fā)生氧化反應(yīng)；用惰性電極電解硫酸鉀實(shí)質(zhì)時(shí)電解水，陰極氫離子放電生成氫氣，鉀離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極生成氫氧化鉀，陽(yáng)極氫氧根放電生成氧氣，硫酸根通過(guò)陰離子膜進(jìn)入陰極區(qū)得到硫酸；氫氧燃料電池，正極氧氣得到電子，在堿性溶液中生成氫氧根．

解答：解：（1）開始時(shí)開關(guān)K與a連接，是原電池，鐵為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子生成亞鐵離子，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）開關(guān)K與b連接，裝置為電解池，鐵為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得到電子生成氫氣，電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，電解過(guò)程中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，①錯(cuò)誤；A生成氯氣，能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)，②正確；反應(yīng)一段時(shí)間后加適量HCl氣體可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，③錯(cuò)誤；若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氫氣，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，④錯(cuò)誤．故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑； 2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；②；
（3）①陽(yáng)極附近陰離子有SO₄ ^2-和OH ^-，氫氧根放電，生成氧氣，此時(shí)硫酸根通過(guò)陰離子交換膜，鉀離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，由電荷守恒知鉀離子數(shù)目大于硫酸根離子數(shù)目，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；小于；
②陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度增大，鉀離子向陰極移動(dòng)，所以氫氧化鉀在陰極生成，故答案為：D；
③陰極氫離子放電，使水的電離平衡右移，氫氧根濃度增大，故答案為：H⁺放電，促進(jìn)水的電離，OH^-濃度增大；
④燃料電池正極氧氣得到電子，與水生成氫氧根，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理，解題時(shí)要注意分析電極反應(yīng)及生成物．