Question

【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題．

（1）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為 ．
（2）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為 ， 總反應(yīng)的離子方程式為 ． 有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)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?rùn)的KI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2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子
（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2裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀．

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為 ．
此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)（填“大于”、“小于”或“等于”）通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)．
②若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為

Answer 1

【答案】
（1）Fe﹣2e﹣=Fe2+
（2）2H++2e﹣=H2↑；2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+Cl2↑+H2↑；②④
（3）4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
【解析】解：（1）開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接形成原電池反應(yīng)，B電極鐵做負(fù)極失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)為：Fe﹣2e﹣=Fe2+ ， 所以答案是：Fe﹣2e﹣=Fe2+；
（2.）開(kāi)關(guān)K與b連接，裝置為電解池，鐵為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得到電子生成氫氣，即B電極反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑，
①電解過(guò)程中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，B為陰極，故①錯(cuò)誤；
②A生成氯氣，能使?jié)駶?rùn)KI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；
④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氫氣，為氫氣物質(zhì)的量為0.1mol，依據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算，由2H++2e﹣=H2↑得到溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，故④正確；
所以答案是：2H++2e﹣═H2↑；2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑；②④；
（3.）①電解時(shí)，陽(yáng)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(yáng)極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；陽(yáng)極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽(yáng)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(guò)相同電量時(shí)，通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)．
所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；
②燃料原電池中，燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該燃料原電池中，氧氣是氧化劑，所以氧氣在正極上得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ，
所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ．