题目内容
某课外活动小组用如图装置进行实验，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 。
(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 。
有关上述实验，下列说法正确的是(填序号) 。
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反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol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 。
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。
②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 。
(1)Fe-2e-=Fe2+
(2)2H++2e-=H2↑
2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑ ②
(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于
②O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】(1)开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子为原电池负极。
(2)开关K与b相连，装置构成电解NaCl溶液的电解池，B为电解池的阴极，溶液中的H+在B极放电生成H2。电解过程中Na+应该向阴极B移动；A极产生的气体为Cl2，Cl2能将I-氧化为I2，淀粉遇I2变蓝；根据电解反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，电解一段时间后若加入盐酸会增加H2O的质量，应通入HCl气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下B极产生2.24 L气体，即0.1 mol H2，则有0.2 mol 电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离子。
(3)溶液中的OH- 在阳极失电子产生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H+在阴极得到电子产生H2：2H++2e-=H2↑，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO42-所带电荷数大于K+所带电荷数，SO42-通过阴离子交换膜，K+通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O2+4e-+2H2O=4OH-
