Question

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(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為 。

(2)若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為 ，

總反應(yīng)的離子方程式為 。

有關(guān)上述實驗，下列說法正確的是(填序號) 。

①溶液中Na+向A極移動

②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟?/span>KI淀粉試紙變藍

③反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質(zhì)的濃度

④若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

(3)該小組同學認為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)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(yīng)式為 。

此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) (填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。

②若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為 。

 

Answer 1

(1)Fe-2e-=Fe2+

(2)2H++2e-=H2↑

2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ ②

(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于

②O2+2H2O+4e-=4OH-

【解析】(1)開關(guān)K與a相連，裝置構(gòu)成原電池，Fe失去電子為原電池負極。

(2)開關(guān)K與b相連，裝置構(gòu)成電解NaCl溶液的電解池，B為電解池的陰極，溶液中的H+在B極放電生成H2。電解過程中Na+應(yīng)該向陰極B移動；A極產(chǎn)生的氣體為Cl2，Cl2能將I-氧化為I2，淀粉遇I2變藍；根據(jù)電解反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，電解一段時間后若加入鹽酸會增加H2O的質(zhì)量，應(yīng)通入HCl氣體使其恢復到電解前電解質(zhì)的濃度；若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，即0.1 mol H2，則有0.2 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，但在溶液中轉(zhuǎn)移的不是電子，而是離子。

(3)溶液中的OH- 在陽極失電子產(chǎn)生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，從A口導出H2SO4。溶液中的H+在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H++2e-=H2↑，則從C口放出H2，從D口導出KOH溶液。因SO42-所帶電荷數(shù)大于K+所帶電荷數(shù)，SO42-通過陰離子交換膜，K+通過陽離子交換膜，所以通過陽離子交換膜的離子數(shù)大于通過陰離子交換膜的離子數(shù)。O2、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時，O2在電池正極放電：O2+4e-+2H2O=4OH-