Question

【题目】某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题:

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式________。向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是_____________发生反应的离子方程式___________

（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应为_____________________，总反应的离子方程式为_____________。习惯上把该工业生产称为________

（3）有关上述实验，下列说法正确的是_______。

A．溶液中Na＋向A极移动

B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C．反应很短一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为_______________。 此时通过阴离子交换膜的离子数______(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_______________________________。

Answer 1

【答案】Fe-2e- = Fe2＋ 出现带有特征蓝色的沉淀 3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑ 氯碱工业 B 2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于 D H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

（1）开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，失去电子生成Fe2+，Fe2+遇到铁氰化钾溶液出现带有特征蓝色的沉淀；

（2）开关K与b连接，装置为电解池，铁与电池的负极相连，为阴极，不参与电解反应，氢离子得到电子发生还原反应，生成氢气；

（3）利用电解原理分析；

(4) 电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，则用惰性电极电解，溶液中的OH-在阳极失电子产生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。因SO42-所带电荷数大于K+所带电荷数，SO42-通过阴离子交换膜，K+通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。

（1）开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，失去电子生成Fe2+，Fe2+遇到铁氰化钾溶液出现带有特征蓝色的沉淀，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；出现带有特征蓝色的沉淀；3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2 ；

（2）开关K与b连接，装置为电解池，铁与电池的负极相连，为阴极，铁不参与电解反应，氢离子得到电子发生还原反应，生成氢气，电极反应式：2H＋+2e- = H2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应式为：2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑；电解过程中生成碱和氯气，又称氯碱工业；答案为：2H＋+2e- = H2↑；2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑；氯碱工业；

（3）电解氯化钠溶液时，电极不参与反应，A为阳极，B为阴极。

A.溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中Na＋向B极移动，A错误；

B.阳极氯离子失电子生成氯气，与碘离子反应生成单质碘，淀粉显蓝色，B正确；

C.电解很短时间，出来的气体为氢气、氯气，加入氯化氢可还原，C错误；

D. B极产生标准状况下2.24L氢气，2H++2e-=H2↑，由于溶液中无法转移电子，D错误；答案为B

(4) ①电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，则用惰性电极电解，溶液中的OH-在阳极失电子产生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。因SO42-所带电荷数大于K+所带电荷数，SO42-通过阴离子交换膜，K+通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。答案为：2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑；小于；

②溶液中的H+在阴极得到电子产生H2：2H++2e-=H2↑，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。答案为：D；

③H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)；答案为： H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)；