Question

20．某實驗小組的同學用圖所示的實驗裝置進行電解反應，電解槽內(nèi)裝有KI-淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開．在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺．
已知：3I₂+6OH^-═IO₃^-+5I^-+3H₂O
回答下列問題：
（1）左側為電源正極．（填“正”或“負”）
（2）請用方程式及必要的文字解釋左側溶液變藍色的原因？左側溶液中發(fā)生了反應2I^--2e^-=I₂，I^-被氧化生成I₂，I₂遇淀粉變藍．
（3）寫出右側發(fā)生的有關電極反應的反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
（4）電解反應結束時，左側溶液中還有 I^-．（填“有”或“沒有”）
（5）寫出電解槽內(nèi)發(fā)生反應的總化學方程式：KI+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$KIO₃+3H₂↑．
（6）如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學反應變．（填“變”或“不變”）

Answer 1

分析 左側溶液變藍色，生成I₂，左側電極為陽極，電極反應為：2I^--2e^-=I₂，右側電極為陰極，電極反應式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，右側放出氫氣，右側I^-、OH^-通過陰離子交換膜向左側移動，發(fā)生反應3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，一段時間后，藍色變淺，保證兩邊溶液呈電中性，左側的IO₃^-通過陰離子交換膜向右側移動，如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，左側多余K⁺通過陽離子交換膜遷移至陰極，保證兩邊溶液呈電中性，由此分析解答．

解答 解：（1）左側溶液變藍色，生成I₂，左側電極為陽極，所以左邊是電源的正極，故答案為：正；
（2）左側溶液變藍色，生成I₂，左側電極為陽極，電極反應為：2I^--2e^-=I₂，故答案為：左側溶液中發(fā)生了反應 2I^--2e^-= I₂，I^-被氧化生成I₂，I₂遇淀粉變藍；
（3）右側電極為陰極，電極反應式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案為：2H⁺+2e^-= H₂↑或2H₂O+2e^-= H₂↑+2OH^-；
（4）發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺，發(fā)生反應的方程式為：3I₂+6OH^-═IO₃^-+5I^-+3H₂O，所以有I^-，故答案為：有；
（5）左側電極為陽極，電極反應為：2I^--2e^-=I₂，同時發(fā)生反應3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，右側電極為陰極，電極反應式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故總的電極反應式為：KI+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$KIO₃+3H₂↑，故答案為：KI+3H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ KIO₃+3H₂↑；
（6）如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，左側電極為陽極，電極反應為：2I^--2e^-=I₂，右側電極為陰極，電極反應式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，保證兩邊溶液呈電中性，左側多余K⁺通過陽離子交換膜遷移至陰極，左側生成I₂，右側溶液中有KOH生成，碘單質(zhì)與KOH不能反應，總反應相當于：2KI+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+I₂+H₂↑，故答案為：變．

點評 本題考查電解原理，難度中等，注意D選項為易錯點，注意氫氧根不能通過陽離子交換膜，不能與碘單質(zhì)發(fā)生反應．