题目内容
铝和氢氧化钾都是重要的工业产品．请回答：（1）工业冶炼铝的化学方程式是
（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是
（3）金属Be和Al处于对角线上，因此有许多性质是相似的．请写出：BeCl2是
（4）工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯．电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示．
①该电解槽的阳极反应式是
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口
考点：铝的化学性质,电解原理
专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物
分析：（1）工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到；
（2）铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气；
（3）氯化铝是共价化合物，铝和铍处于对角线位置，性质具有相似性；BeCl2中Be原子的杂化轨道数为2；
（4）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，阳极氢氧根离子放电；
②电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH-浓度增大；
③在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，这样就在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口在阴极区．
（2）铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气；
（3）氯化铝是共价化合物，铝和铍处于对角线位置，性质具有相似性；BeCl2中Be原子的杂化轨道数为2；
（4）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，阳极氢氧根离子放电；
②电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH-浓度增大；
③在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，这样就在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口在阴极区．
解答：
解：（1）工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到，阳极是氧离子失电子生成氧气，阴极是铝离子得到电子生成铝，反应的化学方程式为：2Al2O3
4Al+3O2↑；故答案为：2Al2O3
4Al+3O2↑；
（2）铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气，反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）氯化铝是共价化合物，金属Be与Al单质及其化合物性质相似，所以BeCl2是共价化合物，BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式，故答案为：共价；sp；
（4）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，留下的OH-浓度增大，阴极附近溶液pH会增大，
故答案为：通电开始后，水电离产生的H+在阴极放电，留下的OH-又不能通过阳离子交换膜，所以阴极附近溶液pH会增大；
③在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出，故答案为：B．
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| 冰晶石 |
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| 冰晶石 |
（2）铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气，反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）氯化铝是共价化合物，金属Be与Al单质及其化合物性质相似，所以BeCl2是共价化合物，BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式，故答案为：共价；sp；
（4）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，留下的OH-浓度增大，阴极附近溶液pH会增大，
故答案为：通电开始后，水电离产生的H+在阴极放电，留下的OH-又不能通过阳离子交换膜，所以阴极附近溶液pH会增大；
③在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出，故答案为：B．
点评：本题考查了电解原理的分析应用及其铍的性质，关键是根据离子放电顺序判断电解过程中发生的反应理解除杂原理，题目难度中等．
练习册系列答案
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