Question

（1）某課外活動小組同學用圖甲裝置進行實驗，試答下列問題：
①若開始時開關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的

 

腐蝕．
②若開始時開關(guān)K與b連接，則總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）芒硝化學式Na₂SO₄?l0H₂O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物．該小組同學設(shè)想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用圖乙所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(jié)省能源還是提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學理念．
①此時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)．
②制得的氫氧化鈉溶液從出口

 

（填“A”“B”“C”或“D”）導出．
③通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因

 

．
④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池負極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕；
②若開始時開關(guān)K與b連接，F(xiàn)e為陰極，石墨為陽極，電解飽和食鹽水；
（2）①根據(jù)陰陽離子的移動方向，通過相同電量時，陰陽離子交換的個數(shù)判斷；
②陰極上氫離子放電，則NaOH在陰極生成；
③電解過程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，破壞了水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液PH升高；
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負極上氫氣失去電子．

解答： 解：（1）①中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧；
②若開始時開關(guān)K與b連接，F(xiàn)e為陰極，石墨為陽極，電解飽和食鹽水，陰極上氫離子得電子生成氫氣和氫氧根離子，陽極上氯離子失電子生成氯氣，則電解的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，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)，
故答案為：小于；
②陰極上氫離子放電，則NaOH在陰極生成，由圖可知，D在陰極附近，制得的氫氧化鈉溶液從D出口導出，故答案為：D；
③電解過程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，破壞了水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH升高，故答案為：氫離子放電生成氫氣促進水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大；
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負極上氫氣失去電子，負極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，注意裝置的判斷及燃料原電池電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的書寫，理解電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)，題目難度中等．