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A極的電極反應式為____________________B極的Fe發生__________ 腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）

(2)若開始時開關K與b連接，下列說法正確的是________(填序號)

①溶液中Na＋向A極移動　

②從A極處逸出的氣體能使濕潤的KI淀粉試紙變藍　

③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　

(3)該小組同學認為，如果模擬工業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______________，此時通過陰離子交換膜的離子數________(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。

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

Answer 1

【答案】O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 吸氧 ② 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑（或4H2O－4e－= O2↑＋4H+） 小于 D

【解析】

(1)開始時開關K與a連接形成原電池反應，B極鐵電極作負極，發生氧化反應，A電極石墨作正極，中性溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子；

(2)開始時開關K與b連接形成電解池，與電源正極相連的A電極為陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，與電源負極相連的B電極為電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣。恢復到電解前電解質的濃度，“出什么加什么”的原則分析；

(3)①電解時，離子放電能力：OH->SO42-，在陽極上失電子發生氧化反應；根據陰陽離子的移動方向，通過相同電量時，陰陽離子交換的個數判斷；

②電解產生的氫氧化鉀在陰極產生。

(1)開始時開關K與a連接形成原電池反應，B電極鐵電極作負極，失電子被氧化生成Fe2+，B電極反應為Fe-2e-=Fe2+；A電極石墨電極作正極，由于溶液為中性，所以是溶液中的氧氣獲得電子，發生還原反應，電極反應為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；Fe發生吸氧腐蝕；

(2)若開始時開關K與b連接，裝置為電解池，A(石墨)電極是陽極，B(鐵)電極為陰極。

①.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，①錯誤；

②.A電極上溶液中的Cl-失去電子生成氯氣，氯氣有強的氧化性，能使濕潤KI淀粉試紙變藍，②正確；

③.電解的總反應方程式是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，從溶液中析出的物質有H2、Cl2，所以要使溶液恢復到電解前電解質的濃度，反應一段時間后加適量HCl氣體，不是加入鹽酸，③錯誤；

合理答案為②；

(3)①電解時，陽極上是溶液中的陰離子失電子，發生氧化反應，由于放電能力OH->SO42-，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此SO42-向陽極移動；陽離子放電能力：H+>Na+，所以陰極H+放電，因此Na+向陰極移動。當通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數就小于通過陽離子交換膜的離子數；

②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。