Question

2．某課外活動小組用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題：
（1）若開始時開關(guān)K與a連接，則A極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，總反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑
（3）有關(guān)上述（2）實驗，下列說法正確的是（填序號）②
①溶液中Na⁺向A極移動
②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍
③反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質(zhì)的濃度
④若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子
（4）若聯(lián)氨（N₂H₄）與氧氣和氫氧化鈉溶液可以組合為氫氧燃料電池，則電池負極的電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）若開始時開關(guān)K與a連接，則形成原電池反應，為鐵的吸氧腐蝕；
（2）若開始時開關(guān)K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣，鐵為陰極，發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉；
（3）①電解過程中陽離子向陰極移動；
②A電極為陽極，從A極處逸出的氣體是氯氣；
③恢復到電解前電解質(zhì)的濃度，”出什么加什么“的原則分析；
④電子只能通過導線；
（4）聯(lián)氨（N₂H₄）與氧氣和氫氧化鈉溶液可以組合為氫氧燃料電池，負極發(fā)生氧化反應生成氮氣．

解答 解：（1）開始時開關(guān)K與a連接，是原電池，鐵為負極，發(fā)生氧化反應，失去電子生成亞鐵離子，A極上氧氣得電子被還原，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（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，氫離子得到電子生成氫氣，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，總方程式為 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑； 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）①電解過程中陽離子向陰極移動，B為陰極，溶液中Na⁺向，B極移動，故①錯誤；
②A生成氯氣，能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍，故②正確；
③反應一段時間后加適量HCl氣體，可恢復到電解前電解質(zhì)的濃度，不是加入鹽酸，故③錯誤；
④電子只能通過導線，不能通過溶液，故④錯誤；
故答案為：②；
（4）聯(lián)氨（N₂H₄）與氧氣和氫氧化鈉溶液可以組合為氫氧燃料電池，負極發(fā)生氧化反應生成氮氣，電極方程式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點評 本題綜合原電池和電解質(zhì)知識，側(cè)重于學生的分析能力和電化學知識的綜合應用，注意解題時要注意分析電極反應及生成物，難度中等．