Question

【題目】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K與a連接，則B極的電極反應式為______________。

（2）若開始時開關K與b連接，則B極的電極反應式為__________，總反應的離子方程式為____________。

（3）若開始時開關K與b連接.下列說法正確的是_______。

A.溶液中Na＋向A極移動

B.從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟?/span>KI淀粉試紙變藍

C.反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度

D.若標準狀況下B極產生2.24 L氣體，則溶液中轉移0.2 mol電子

（4）該小組同學認為，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式為________。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________導出。

③電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因_________________________。

Answer 1

【答案】Fe-2e- = Fe2＋ 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑ B 2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑） D H2OH＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋)，溶液顯堿性

【解析】

(1)開始時開關K與a連接形成原電池反應，B電極鐵做負極失電子生成亞鐵離子，電極反應為：Fe-2e-=Fe2+，故答案為：Fe-2e-=Fe2+；

(2)開關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，即B電極反應為2H++2e-=H2↑；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，電解總反應的離子方程式為2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案為：2H++2e-=H2↑；2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；

(3)A、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A錯誤；B、A極上生成氯氣，氯氣能夠置換出碘化鉀溶液中的碘生成碘單質，遇到淀粉變藍，故B正確；C、反應一段時間后加適量HCl氣體，可恢復到電解前電解質的濃度，不是加入鹽酸，故C錯誤；D、若標準狀況下B極產生2.24L氫氣，物質的量為0.1mol，依據電極反應式2H++2e-=H2↑知，電路中轉移0.2mol電子，但電子不能經過溶液，故D錯誤；故答案為：B；

(4)①電解時，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣，由于溶液為硫酸，故電極反應式為2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)，故答案為：2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)；

②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，因此鉀離子向陰極移動，電解產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，故答案為：D；

③電解過程中陰極區(qū)是水電離出的氫離子放電，2H++2e-=H2↑，所以水的電離平衡正向移動，導致氫氧根離子濃度大于氫離子，溶液顯示堿性，故答案為：H2OH＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋)，溶液顯示堿性。