题目内容
【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极的电极反应式为_____________。
(2)若开始时开关K与b连接,总反应的离子方程式为_______。有关上述(2)实验,下列说法正确的是(填序号)____________。
①溶液中Na+向A极移动
②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
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从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
(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:_________________。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”、“D”)______导出。
【答案】 ④ D
【解析】
(1)若开始时开关K与a连接,则形成原电池反应,为铁的吸氧腐蚀;
(2)若开始时开关K与b连接,形成电解池装置,石墨为阳极,发生氧化反应生成氯气,铁为阴极,发生还原反应生成氢气和氢氧化钠;
(3)①电解时,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,阳极上失电子发生氧化反应;②钾离子通过阳离子交换膜进入阴极生成氢氧化钾,阳极氢氧根放电生成氧气,硫酸根通过阴离子膜进入阴极区得到硫酸。
(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,失去电子生成亚铁离子,电极方程式为;
(2)开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应为:,石墨为阳极发生氧化反应:,总方程式为。
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,故①错误;
②电子只能通过导线,不能通过溶液,故②错误;
③反应一段时间后通入适量HCl气体,可恢复到电解前电解质的浓度,不是加入盐酸,故③错误;
④A生成氯气,能使湿润KI淀粉试纸变蓝,故④正确。
故答案为④;
(3)①电解时,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气。
②阴极氢离子放电,氢氧根离子浓度增大,钾离子向阴极移动,所以氢氧化钾在阴极生成,这说明制得的氢氧化钾溶液从出口D导出。
【题目】海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表:
成分 | Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | SO42- | HCO3- |
含量/mgL-1 | 9360 | 83 | 160 | 1100 | 16000 | 1200 | 118 |
(1)海水显弱碱性的原因是(用离子方程式表示):____________,该海水中Ca2+的物质的量浓度为__________mol/L 。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,电极均为惰性电极。
① 开始时阳极的电极反应式为________________。
② 电解一段时间,____极(填“阴”或“阳”)会产生水垢,其成份为_____(填化学式)。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
(3)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料,如LiFePO4电池某电极的工作原理如图所示:
该电池电解质为能传导 Li+的固体材料。
上面左图中的小黑点表示_____(填粒子符号),充电时该电极反应式为_______。
(4)利用海洋资源可获得MnO2 。MnO2可用来制备高锰酸钾:将MnO2与KOH混合后在空气中加热熔融,得到绿色的锰酸钾(K2MnO4),再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为_________(空气中氧气的体积分数按20%计)。