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(guān)K與a連接，則B極的Fe發(fā)生___腐蝕（填“析氫”或“吸氧”），B極的電極反應(yīng)式為___。

（2）若開始時開關(guān)K與b連接，下列說法正確的是___(填序號)；

a.溶液中Na＋向A極移動

b.從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟?/span>KI淀粉試紙變藍

c.反應(yīng)一段時間后加入適量稀鹽酸可使電解質(zhì)溶液恢復到電解前的濃度

d.若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子

此時裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）該小組同學認為，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”“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“A”“B”“C”或“D”)導出。

Answer 1

【答案】吸氧 Fe-2e=Fe2+ b 2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ 2H2O－4e-=O2↑＋4H+（或4OH-－4e-=2H2O＋O2↑） 小于 D

【解析】

(1)K與a連接，該裝置為原電池，發(fā)生吸氧腐蝕進行分析；

(2)K與b連接，構(gòu)成電解池，利用電解原理進行分析；

(3)利用電解原理，以及電解的目的進行分析；

(1)K與a接觸，因電解質(zhì)為氯化鈉溶液，則構(gòu)成有原電池，即吸氧腐蝕，B極為負極，根據(jù)原電池工作原理，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋；

答案為吸氧；Fe－2e－=Fe2＋；

(2)K與b接觸，有外加電源，構(gòu)成裝置為電解池，

a. A電極連接電源正極，即A電極為陽極，B電極連接電源的負極，即B電極為陰極，根據(jù)電解原理，Na＋向B電極移動，故a不符合題意；

b. 根據(jù)a的分析，A電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2將I－氧化成I2，淀粉變藍，故b符合題意；

c. 電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，脫離體系是H2和Cl2，因此恢復到原來狀態(tài)，需要通入一定量的HCl，而鹽酸是HCl的水溶液，故c不符合題意；

d. B電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，產(chǎn)生標況下2.24L的氣體，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，但溶液中移動的陰陽離子，沒有電子通過，故d不符合題意；

電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

答案為b；2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

(4)①根據(jù)裝置圖，作電極為陽極，其電極反應(yīng)式為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋，或者4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；為了平衡電荷守恒，SO42－通過陰離子交換膜進入陽極區(qū)，右端電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，為了平衡電荷守恒，K＋通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，因SO42－所帶電荷數(shù)大于K＋，因此拖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)；

答案為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋，或者4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；小于；

②根據(jù)①的分析，KOH從出口D導出；

答案為D。