Question

鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品．請(qǐng)回答：
（1）工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是

 

．
（2）鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純．電解槽內(nèi)裝有陽(yáng)離子交換膜（只允許陽(yáng)離子通過(guò)），其工作原理如圖所示．
①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是

 

．
②通電開(kāi)始后，陰極附近溶液PH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因

 

．
③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口

 

（填寫(xiě)“A”或“B”）導(dǎo)出．

Answer 1

考點(diǎn)：鋁的化學(xué)性質(zhì),電解原理

專題：電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）工業(yè)冶煉鋁是利用惰性電極電極熔融氧化鋁得到；
（2）鋁和氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和氫氣；
（3）①用陽(yáng)離子交換膜電解法除去工業(yè)品氫氧化鉀溶液中的雜質(zhì)含氧酸根，相當(dāng)于電解水，陽(yáng)極氫氧根離子放電；
②電解時(shí)，陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中陰極區(qū)H⁺放電，H⁺濃度減小，使水的電離平衡向右移動(dòng)促進(jìn)水的電離，OH^-濃度增大；
③在陰極和陽(yáng)極之間有陽(yáng)離子交換膜，只允許陽(yáng)離子K⁺和H⁺通過(guò)，這樣就在陰極區(qū)聚集大量的K⁺和OH^-，從而產(chǎn)生純的氫氧化鉀溶液，所以除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口在陰極區(qū)．

解答： 解：（1）工業(yè)冶煉鋁是利用惰性電極電極熔融氧化鋁得到，陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是鋁離子得到電子生成鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al₂O₃

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
故答案為：2Al₂O₃

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
（2）鋁和氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和氫氣，反應(yīng)的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）①用陽(yáng)離子交換膜電解法除去工業(yè)品氫氧化鉀溶液中的雜質(zhì)含氧酸根，相當(dāng)于電解水，故電解時(shí)，陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②陰極：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中陰極區(qū)H⁺放電，H⁺濃度減小，使水的電離平衡向右移動(dòng)促進(jìn)水的電離，在陰極和陽(yáng)極之間有陽(yáng)離子交換膜，只允許陽(yáng)離子K⁺和H⁺通過(guò)，留下的OH^-濃度增大，陰極附近溶液pH會(huì)增大，
故答案為：通電開(kāi)始后，水電離產(chǎn)生的H⁺在陰極放電，留下的OH^-又不能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以陰極附近溶液pH會(huì)增大；
③在陰極區(qū)聚集大量的K⁺和OH^-，從而產(chǎn)生純的氫氧化鉀溶液，除雜后的氫氧化鉀溶液從出口B導(dǎo)出，故答案為：B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)離子放電順序判斷電解過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)理解除雜原理，題目難度中等．