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:
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(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____________。
(3)若开始时开关K与b连接.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。
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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“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_________________________。
【答案】Fe-2e- = Fe2+ 2H++2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O=2OH-+ H2↑+ Cl2↑ B 2H2O-4e- =4H+ +O2↑(或4OH――4e-=2H2O+O2↑) 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+),溶液显碱性
【解析】
(1)开始时开关K与a连接形成原电池反应,B电极铁做负极失电子生成亚铁离子,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;
(2)开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,即B电极反应为2H++2e-=H2↑;电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑;
(3)A、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A错误;B、A极上生成氯气,氯气能够置换出碘化钾溶液中的碘生成碘单质,遇到淀粉变蓝,故B正确;C、反应一段时间后加适量HCl气体,可恢复到电解前电解质的浓度,不是加入盐酸,故C错误;D、若标准状况下B极产生2.24L氢气,物质的量为0.1mol,依据电极反应式2H++2e-=H2↑知,电路中转移0.2mol电子,但电子不能经过溶液,故D错误;故答案为:B;
(4)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,所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,由于溶液为硫酸,故电极反应式为2H2O-4e- =4H+ +O2↑(或4OH――4e-=2H2O+O2↑),故答案为:2H2O-4e- =4H+ +O2↑(或4OH――4e-=2H2O+O2↑);
②阳极氢氧根离子放电,因此硫酸根离子向阳极移动,阴极氢离子放电,因此钾离子向阴极移动,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,故答案为:D;
③电解过程中阴极区是水电离出的氢离子放电,2H++2e-=H2↑,所以水的电离平衡正向移动,导致氢氧根离子浓度大于氢离子,溶液显示碱性,故答案为: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+),溶液显示碱性。
【题目】下列各组材料中,能组成原电池的是( )
A | B | C | D | |
两极材料 | Zn片、Cu片 | Cu片、 Cu片 | Zn片、Cu片 | Zn片、Cu片 |
插入溶液 | 稀H2SO4 | NaCl溶液 | 植物油 | 酒精 |
A. AB. BC. CD. D