Question

（1）某课外活动小组同学用图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

 

．
（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠． 
①制得的氢氧化钠溶液从出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）

 

导出．通过阴离子交换膜的离子数

 

（填“＞”、“＜”或“=”）通过阳离子交换膜的离子数．
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）①若开始时开关K与a连接，该装置构成原电池，发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，正极上氧气发生还原反应；
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电；
（2）①阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成；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；
②水电离生成的氢离子放电，而氢氧根离子不放电．

解答： 解：（1）①开关K与a连接，为原电池，NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：吸氧；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
②K与b连接，为电解池，若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，氯离子、氢离子放电，则N为电源负极，电解的总离子反应为2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成，由图可知，D在阴极附近，制得的氢氧化钠溶液从D出口导出；
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：D；＜；
②水电离出的氢离子在阴极放电，而氢氧根离子不放电，促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，
故答案为：H⁺在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH^-浓度增大，pH增大（合理即可）．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，根据各个电极上发生的反应来分析解答，把握电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质，为易错点．