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A极的电极反应式为____________________B极的Fe发生__________ 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）

(2)若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是________(填序号)

①溶液中Na＋向A极移动　

②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝　

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度　

(3)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式为______________，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。

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)开始时开关K与a连接形成原电池反应，B极铁电极作负极，发生氧化反应，A电极石墨作正极，中性溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子；

(2)开始时开关K与b连接形成电解池，与电源正极相连的A电极为阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，与电源负极相连的B电极为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气。恢复到电解前电解质的浓度，“出什么加什么”的原则分析；

(3)①电解时，离子放电能力：OH->SO42-，在阳极上失电子发生氧化反应；根据阴阳离子的移动方向，通过相同电量时，阴阳离子交换的个数判断；

②电解产生的氢氧化钾在阴极产生。

(1)开始时开关K与a连接形成原电池反应，B电极铁电极作负极，失电子被氧化生成Fe2+，B电极反应为Fe-2e-=Fe2+；A电极石墨电极作正极，由于溶液为中性，所以是溶液中的氧气获得电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；Fe发生吸氧腐蚀；

(2)若开始时开关K与b连接，装置为电解池，A(石墨)电极是阳极，B(铁)电极为阴极。

①.电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向B极移动，①错误；

②.A电极上溶液中的Cl-失去电子生成氯气，氯气有强的氧化性，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，②正确；

③.电解的总反应方程式是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，从溶液中析出的物质有H2、Cl2，所以要使溶液恢复到电解前电解质的浓度，反应一段时间后加适量HCl气体，不是加入盐酸，③错误；

合理答案为②；

(3)①电解时，阳极上是溶液中的阴离子失电子，发生氧化反应，由于放电能力OH->SO42-，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此SO42-向阳极移动；阳离子放电能力：H+>Na+，所以阴极H+放电，因此Na+向阴极移动。当通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数就小于通过阳离子交换膜的离子数；

②电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出。