电化学知识是化学反应原理的重要部分.以下是常见的电化学装置:某兴趣小组同学模拟工业上用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该电解槽阳极电极反应式为．②得到的氢氧化钾从排放出．若将得到的2L浓度为0.25mol/L的KOH溶液与2L0.025mol/L的硫酸溶液混合.混合后的溶液pH为 ③此� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

电化学知识是化学反应原理的重要部分，以下是常见的电化学装置：
某兴趣小组同学模拟工业上用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该电解槽阳极电极反应式为

．
②得到的氢氧化钾从

（填A，或D）排放出．若将得到的2L浓度为0.25mol/L的KOH溶液与2L0.025mol/L的硫酸溶液混合，混合后的溶液pH为

③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．
④若将制得的氢气、氧气和硫酸溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为

．

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：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根据氢氧化钾生成的电极判断导出口；计算混合后氢氧根离子离子浓度，根据水的离子积常数计算氢离子浓度，求pH；
③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；
④燃料原电池中，正极上氧化剂得电子发生还原反应，写出相应的电极反应式，注意结合电解质溶液的酸碱性书写．

解答： 解：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4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②电解时氢离子在阴极得电子生成氢气，则氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；2L浓度为0.25mol/L的KOH溶液与2L0.025mol/L的硫酸溶液混合后，
c（OH^-）=

2×0.25-2×0.025×2

2+2

=0.1，c（H⁺）=

1×10-14

0.1

=10^-13，pH=13，故答案为：D；13；
③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，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；故答案为：小于；
④燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，所以氧气在正极上得电子和氢离子结合生成水，电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案为：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，难度不大，注意燃料原电池电极反应式的书写时，要根据电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质．