题目内容

18．某课外活动小组用如图1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Fe-2e-═Fe2+．
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为2H++2e-═H2↑，有关上述实验，下列说法正确的是（填序号）②③．
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反应一段时间后通入适量HCl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0.1mol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2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4OH--4e-═2H2O+O2↑．此时通过阴离子交换膜的离子数小于（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（填写“A”、“B”、“C”或“D”）D导出．
③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O2+2H2O+4e-═4OH-．

分析 （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；
①电解过程中阳离子向阴极移动；
②A电极为阳极，从A极处逸出的气体是氯气；
③恢复到电解前电解质的浓度，”出什么加什么“的原则分析；
④电子只能通过导线；
（3）用惰性电极电解硫酸钾实质时电解水，阴极氢离子放电生成氢气，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；氢氧燃料电池，正极氧气得到电子，在碱性溶液中生成氢氧根．

解答 解：（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，电极方程式为2H++2e-=H2↑，
故答案为：2H++2e-=H2↑；
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；
②A生成氯气，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，故②正确；
③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，故③正确；
④电子只能通过导线，不能通过溶液，故④错误；
故答案为：②③；
（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4OH--4e-=2H2O+O2↑；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：4OH--4e-=2H2O+O2↑；小于；
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，故答案为：D；
③燃料电池正极氧气得到电子，与水生成氢氧根，电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-．

点评 本题综合原电池和电解质知识，理解电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质，侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合应用，注意解题时要注意分析电极反应及生成物，难度中等．

练习册系列答案
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8．下列说法正确的是（　　）
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B．第三周期元素从Na到Cl，原子半径逐渐增大
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D．LiOH、NaOH、KOH的碱性依次逐渐增强
9．等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，VA=VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素所在的主族是（　　）
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6．Mg-AgCl电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用作电动鱼雷的电源．电池的总反应可表示为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，下列关于该电池的说法错误的是（　　）
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7．某气态烃0.5mol恰好与1molHCl了加成，1mol生成物又可与3mol Cl2发生取代反应，则此烃可能是（　　）
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