Question

【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題：

（1）若開始時(shí)開關(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）若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，下列說法正確的是________(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)駶櫟腒I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2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子且此時(shí)裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為_________

（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______________，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)。

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 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（或4H2O－4e－=== O2↑＋4H+） 小于 D

【解析】

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，石墨做正極發(fā)生還原反應(yīng)，屬于吸氧腐蝕；開始時(shí)開關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，A為陽極，B為陰極，根據(jù)電解池的原理進(jìn)行分析判斷；

（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，A極上氧氣得電子被還原，電極方程式為O2+2H2O+4e-=4OH-；所以B極的Fe發(fā)生的是吸氧腐蝕。答案是：O2+2H2O+4e-=4OH-；吸氧；

（2）若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，A為陽極，B為陰極，①溶液中Na＋應(yīng)向B極移動(dòng),故①錯(cuò)誤；②從A極處逸出的氣體為Cl2能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán),故②正確；③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，不是加入鹽酸，故③錯(cuò)誤；答案：②。

④標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體為氫氣，氫氣物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算，A極會(huì)產(chǎn)生0.1mol Cl2 , 裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為:2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。答案：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。

(3) ①電解時(shí),陽極上失電子發(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↑;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,因此鈉離子向陰極移動(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).因此答案是: 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑;小于。
(2)氫氧化鉀在陰極生成,所以在D口導(dǎo)出;因此答案是:D。