Question

某課外活動小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實驗,試回答下列問題。

（1）若開始時開關(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)上述實驗,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?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)

③反應(yīng)一段時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2.24 L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

（2）上述實驗反應(yīng)一小段時間后，再把開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為         。

（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,則可以設(shè)想用如下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(yīng)式為      。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)      （填”大于”或”小于”或”等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口       （填寫“A”、“B”、“C”、“D”）導(dǎo)出。

③通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因                 。

④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                    。

⑤燃料電池所用燃料可以是氫氣,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液態(tài)肼（分子式N2H4)可以在氟氣中燃燒生成氮氣和氟化氫。利用肼、氟氣與KOH溶液組成堿性燃料電池,請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式?      ?     。

 

Answer 1

（1）2H++2e-=H2↑    2Cl-+ 2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑；②

（2）Fe－3e－+3OH－=Fe(OH)3

（3）①4OH－－4e－= 2H2O+O2↑；小于     ②D 

③氫離子放電，促進(jìn)水的電離，氫氧根離子濃度增大；

④O2+2H2O+4e－= 4OH－；   

⑤N2H4－4e－+4OH－=N2↑+4H2O

【解析】（1）開關(guān)K與b連接是電解飽和食鹽水，B極為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e－=H2↑總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－+ 2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑；

①陽離子向陰極移動，錯誤；

②A極產(chǎn)生氯氣，使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)，正確；

③電解時從溶液中失去的是氯氣和氫氣，一段時間后加入HCl可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，而不是鹽酸，故錯誤；

④ 溶液不能轉(zhuǎn)移電子，錯誤；

（2）開關(guān)K與a連接裝置為原電池，正極是氯氣得到電子，負(fù)極為鐵失去電子，變?yōu)?3價鐵，電解反應(yīng)式為Fe-3e－+3OH－=Fe(OH)3；

（3）①陽極氫氧根離子失去電子4OH－-4e－= 2H2O+O2↑；硫酸根離子通過陰離子交換膜，鉀離子通過陽離子交換膜，故此時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)；

②陰極氫離子放電生成氫氣和堿，故在陰極產(chǎn)生氫氧化鉀，從D口出；

③氫離子放電，促進(jìn)水的電離，氫氧根離子濃度增大；

④該電池負(fù)極為氫氣失去電子，正極為氧氣得到電子，正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e－= 4OH－；

⑤該電池肼在負(fù)極失去電子，注意堿性介質(zhì)，需結(jié)合氫氧根離子生成水，負(fù)極電極反應(yīng)式為N2H4－4e－+4OH－=N2↑+4H2O