Question

【題目】活動(dòng)小組同學(xué)用下圖1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____。

（2）若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，則A極的電極反應(yīng)式為____。

（3）當(dāng)開關(guān)K與b連接時(shí)，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(填序號(hào))____。

A．溶液中Na+向A極移動(dòng)

B．從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)

C．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）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制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”、“D”)___導(dǎo)出，制得的氧氣從出口(填“A”、“B”、“C”、“D”)___導(dǎo)出。

②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)。

③通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因___。

Answer 1

【答案】O2+4e-+2H2O＝4OH- 2Cl-－2e-=Cl2↑ B D B 小于 H+放電，促進(jìn)水的電離，OH-濃度增大

【解析】

(1))若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則形成原電池反應(yīng)，為鐵的吸氧腐蝕；

(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，鐵為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉；

(3)A．電解過程中陽離子向陰極移動(dòng)；

B．A電極為陽極，從A極處逸出的氣體是氯氣；

C．恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，”出什么加什么“的原則分析；

(4)用惰性電極電解硫酸鉀實(shí)質(zhì)時(shí)電解水，陰極氫離子放電生成氫氣，鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極生成氫氧化鉀，陽極氫氧根放電生成氧氣，硫酸根通過陰離子膜進(jìn)入陰極區(qū)得到硫酸；燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水。

(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，電極方程式為Fe-2e-═Fe2+，而正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-；

(2)開關(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，電極方程式為2H++2e-=H2↑，A極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl-－2e-=Cl2↑；

(3)A．電解過程中陽離子向陰極移動(dòng)，B為陰極，溶液中Na+向B極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B．A生成氯氣，能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)，故B正確；

C．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C錯(cuò)誤；

故答案為B；

(4)①陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度增大，鉀離子向陰極移動(dòng)，所以氫氧化鉀在陰極生成，即從出口D導(dǎo)出，陽極氫氧根放電生成氧氣，制得的氧氣從出口B導(dǎo)出；

②電解硫酸鉀溶液時(shí)，陽極上水失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑，根據(jù)電荷守恒知，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)；

③已知H2OH++OH-，H+在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動(dòng)，使c(OH-)＞c(H+)，即陰極區(qū)溶液的堿性增強(qiáng)。