Question

【題目】某課外活動小組用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題：

（1）若開始時開關K與a連接，則B極的Fe發生___腐蝕（填“析氫”或“吸氧”），B極的電極反應式為___。

（2）若開始時開關K與b連接，下列說法正確的是___(填序號)；

a.溶液中Na＋向A極移動

b.從A極處逸出的氣體能使濕潤的KI淀粉試紙變藍

c.反應一段時間后加入適量稀鹽酸可使電解質溶液恢復到電解前的濃度

d.若標準狀況下B極產生2.24L氣體，則溶液中轉移0.2mol電子

此時裝置內總反應的離子方程式為___。

（3）該小組同學認為，如果模擬工業上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應式為___，此時通過陰離子交換膜的離子數___(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口___(填“A”“B”“C”或“D”)導出。

Answer 1

【答案】吸氧 Fe-2e=Fe2+ b 2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ 2H2O－4e-=O2↑＋4H+（或4OH-－4e-=2H2O＋O2↑） 小于 D

【解析】

(1)K與a連接，該裝置為原電池，發生吸氧腐蝕進行分析；

(2)K與b連接，構成電解池，利用電解原理進行分析；

(3)利用電解原理，以及電解的目的進行分析；

(1)K與a接觸，因電解質為氯化鈉溶液，則構成有原電池，即吸氧腐蝕，B極為負極，根據原電池工作原理，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋；

答案為吸氧；Fe－2e－=Fe2＋；

(2)K與b接觸，有外加電源，構成裝置為電解池，

a. A電極連接電源正極，即A電極為陽極，B電極連接電源的負極，即B電極為陰極，根據電解原理，Na＋向B電極移動，故a不符合題意；

b. 根據a的分析，A電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2將I－氧化成I2，淀粉變藍，故b符合題意；

c. 電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，脫離體系是H2和Cl2，因此恢復到原來狀態，需要通入一定量的HCl，而鹽酸是HCl的水溶液，故c不符合題意；

d. B電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，產生標況下2.24L的氣體，轉移0.2mol電子，但溶液中移動的陰陽離子，沒有電子通過，故d不符合題意；

電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

答案為b；2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

(4)①根據裝置圖，作電極為陽極，其電極反應式為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋，或者4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；為了平衡電荷守恒，SO42－通過陰離子交換膜進入陽極區，右端電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，為了平衡電荷守恒，K＋通過陽離子交換膜進入陰極區，因SO42－所帶電荷數大于K＋，因此拖過陰離子交換膜的離子數小于通過陽離子交換膜的離子數；

答案為2H2O－2e－=O2↑＋4H＋，或者4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；小于；

②根據①的分析，KOH從出口D導出；

答案為D。