Question

【題目】電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。

（1）利用下圖裝置電解制備NaOH，兩電極區(qū)電解液分別為NaOH和NaCl溶液。

①B極區(qū)電解液為__________溶液（填化學(xué)式），A極要連接電源的________(填“正”或“負”)極。

②陽極電極反應(yīng)式為______________________________________，電解過程中Na+向____________電極遷移（填“A”或“B”）。

③電解總反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________。

（2）利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。

①若X為碳電極，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。（填“A”、“B”或“C”）

②若X為鋅電極，開關(guān)K置于A處，該電化學(xué)防護法稱為______________________。

（3）釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO2+)為正極和負極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO2+＋2H＋。放電時的正極反應(yīng)式為___________________________充電時的陰極反應(yīng)式為______________________________。放電過程中，電解液的pH________(選填“升高”“降低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】NaOH 正2Cl—2e=Cl2↑B2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－C犧牲陽極的陰極保護法VO2++2H++e-═VO2++H2OV3++e-═V2+升高

【解析】

(1)電解制備NaOH，兩電極區(qū)電解液分別為NaOH和NaCl溶液，由圖可知，右側(cè)生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備NaOH，B極區(qū)電解液為NaOH溶液；Na+由A經(jīng)過陽離子交換膜向B移動；A中為NaCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑；

①根據(jù)圖示可知，B極有氫氣產(chǎn)生，為電解池的陰極，B極區(qū)電解液為NaOH溶液，A極為電解池的陽極要連接電源的正極；正確答案：NaOH；正。

②陽極電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，電解過程中Na+向B電極遷移；正確答案：2Cl--2e-=Cl2↑；B。

③電解飽和食鹽水生成氯化鈉、氯氣和氫氣，總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；正確答案：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。

(2)①若X為碳棒，開關(guān)K應(yīng)置于A處，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負極，加速Fe的腐蝕；開關(guān)K應(yīng)置于B處，構(gòu)成電解池，F(xiàn)e為陽極，加速鐵的腐蝕；開關(guān)K應(yīng)置于C處，構(gòu)成電解池，F(xiàn)e為陰極，被保護，減緩鐵的腐蝕；正確答案：C。

②若X為鋅，開關(guān)K應(yīng)置于A處，構(gòu)成原電池，Zn為負極，F(xiàn)e被保護，減緩鐵的腐蝕，該方法為犧牲陽極的陰極保護法；正確答案：犧牲陽極的陰極保護法。

（3）正極反應(yīng)是還原反應(yīng),由電池總反應(yīng)可知放電時的正極反應(yīng)為VO2++2H++e-VO2++H2O；電時,陰極反應(yīng)為還原反應(yīng),故為V3+得電子生成V2+的反應(yīng)，極反應(yīng)為：V3++e-═V2+；放電為原電池，總反應(yīng)為V2＋＋VO2+＋2H＋=VO2＋＋V3＋＋H2O，氫離子濃度減小，酸性減小，電解液的pH升高；正確答案：VO2++2H++e-═VO2++H2O；V3++e-═V2+；升高。