Question

（14分）（Ⅰ）如图所示：

（1）若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。请写出正极反应式 。

（2）若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则N端是电源的 极（填正或负）则总反应的离子方程式为 。

（Ⅱ）用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

（1）X极与电源的_____(填“正”或“负”)极相连，氢气从_____(填“A、B、C或D”)口导出。

（2）已知离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。

（3）若制得标准状况下5.6 L氧气，则生成氢氧化钾的质量是____________。

 

Answer 1

（1）吸氧（2分） O2 + 4e- +2H2O =4OH-（2分）

（2）负（2分） 2Cl- + 2H2OCl2↑＋2OH-＋H2↑（2分） （3）正 C （2分）

（4）阴离子 （2分） （5）56g （2分）

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）若开始时开关K与a连接，则构成原电池，铁是负极，石墨是正极，由于是氯化钠溶液，因此铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，其中正极反应式为O2 + 4e- +2H2O =4OH-。

（2）若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，这说明此时是电解池，铁是阴极，溶液中的氢离子放电，而石墨是阳极，溶液中的氯离子放电，实验N端是电源的负极，总反应的离子方程式为2Cl- + 2H2OCl2↑＋2OH-＋H2↑。

（Ⅱ）（1）题图中左边加入含硫酸的水，右侧加入含KOH的水，说明左边制硫酸，右边制备KOH溶液，氢氧根离子在阳极放电，同时电解后溶液呈酸性，氢离子在阴极放电，同时电解后溶液呈碱性，则X为阳极，Y为阴极，所以X连接电源正极；Y电极上氢离子放电生成氢气，所以氢气从C口导出。

（2）OH-在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H+增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的SO42-通过M交换膜向左边迁移，即M为阴离子交换膜。

（3）标准状况下5.6L氧气的物质的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，则根据电极反应式4OH--4e-═2H2O+O2↑可知消耗氢氧根的物质的量是1mol，因此根据2H++2e-═H2↑可知同时消耗氢离子是1mol，实验产生氢氧化钾的物质的量是1mol，质量是56g。

考点：考查电化学原理的应用