题目内容
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极的电极反应式为________________。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为________，总反应的离子方程式为__________________________。
有关上述实验，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 ④若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
(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。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
______________________________________________________________。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为________________。
(1)Fe－2e－=Fe2＋
(2)2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ②
(3)①4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 小于
②D
③H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)
④O2＋2H2O＋4e－=4OH－
【解析】(1)开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子为原电池负极。(2)开关K与b相连，装置构成电解NaCl溶液的电解池，B为电解池的阴极，溶液中的H＋在B极放电生成H2。电解过程中Na＋应该向阴极B移动；A极产生的气体为Cl2，Cl2能将I－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，根据电解反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，电解一段时间后若加入盐酸会增加H2O的质量，应通入HCl气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下B极产生2.24L气体，即0.1mol H2，则有0.2mol电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离子。(3)①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。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。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。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。
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