Question

【題目】某課外活動小組用如圖1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極的電極反應式為 ．
（2）若開始時開關K與b連接，則B極的電極反應式為 ， 有關上述實驗，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濕潤的KI淀粉試紙變藍
③反應一段時間后通入適量HCl可恢復到電解前電解質的濃度
④若標準狀況下B極產生2.24L氣體，則溶液中轉移0.1mol電子
（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2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（填寫“A”、“B”、“C”或“D”）導出．
③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式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe﹣2e﹣═Fe2+
（2）2H++2e﹣═H2↑；②③
（3）4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑；小于；D；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
【解析】解：（1）開始時開關K與a連接，是原電池，鐵為負極，發生氧化反應，失去電子生成亞鐵離子，電極方程式為Fe﹣2e﹣═Fe2+ ， 所以答案是：Fe﹣2e﹣═Fe2+；（2）開關K與b連接，裝置為電解池，鐵為陰極，發生還原反應，氫離子得到電子生成氫氣，電極方程式為2H++2e﹣=H2↑，
所以答案是：2H++2e﹣=H2↑；①電解過程中陽離子向陰極移動，B為陰極，溶液中Na+向，B極移動，故①錯誤；②A生成氯氣，能使濕潤KI淀粉試紙變藍，故②正確；③反應一段時間后加適量HCl氣體，可恢復到電解前電解質的濃度，故③正確；④電子只能通過導線，不能通過溶液，故④錯誤；
所以答案是：②③；（3）①電解時，陽極上失電子發生氧化反應，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通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，
所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；
②陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度增大，鉀離子向陰極移動，所以氫氧化鉀在陰極生成，所以答案是：D；
③燃料電池正極氧氣得到電子，與水生成氫氧根，電極方程式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ．