Question

用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鉀．
（1）X極與電源的

 

（填“正”或“負”）極相連，氫氣從

 

（填“A、B、C或D”）口導(dǎo)出．
（2）已知離子交換膜只允許一類離子通過，則M為

 

（填“陰離子”或“陽離子”）交換膜．
（3）若制得標準狀況下5.6L氧氣，則生成氫氧化鉀的質(zhì)量是

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)加入的物質(zhì)知，X電極附近生成硫酸，Y電極附近生成氫氧化鉀，則X電極上氫氧根離子放電，Y電極上氫離子放電，所以X是陽極，Y是陰極，陽極與電源正極相連；陽極上生成氧氣，陰極上生成氫氣；
（2）電解過程中，電解質(zhì)溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算生成硫酸的質(zhì)量．

解答： 解：（1）題圖中左邊加入含硫酸的水，右側(cè)加入含KOH的水，說明左邊制硫酸，右邊制備KOH溶液，氫氧根離子在陽極放電，同時電解后溶液呈酸性，氫離子在陰極放電，同時電解后溶液呈堿性，則X為陽極，Y為陰極，所以X連接電源正極；
Y電極上氫離子放電生成氫氣，所以氫氣從C口導(dǎo)出，
故答案為：正；C；
（2）OH^-在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，使左邊溶液中H⁺增多，為了使溶液呈電中性，硫酸鉀溶液中的SO₄^2-通過M交換膜向左邊遷移，即M為陰離子交換膜；
故答案為：陰離子；
（3）n（O₂）=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，根據(jù)4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑知，失電子的物質(zhì)的量為1mol，Y極的反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，根據(jù)得失電子守恒知，生成氫氧根的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)氫氧根守恒得生成1mol KOH，m（KOH）=nM=1mol×56g/mol=56g，
故答案為：56g．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，正確推斷電解池陰陽極是解本題關(guān)鍵，根據(jù)加入水溶液的溶質(zhì)確定電極產(chǎn)物，結(jié)合電極產(chǎn)物確定陰陽極，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒進行有關(guān)計算，難度中等．