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極的電極反應為。
（2）若開始時開關K與b連接，則B極的電極反應為 ， 總反應的離子方程式為。
（3）有關上述實驗，下列說法正確的是。
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.反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度
D.若標準狀況下B極產生2.24 L氣體，則溶液中轉移0.2 mol電子
（4）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。
③電解過程中陰極區堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因

Answer 1

【答案】
（1）Fe-2e- = Fe2＋
（2）2H＋+2e- = H2↑,2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑
（3）B
（4）2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑,小于,D,H2O H＋+ OH－,H＋在陰極附近放電,引起水的電離平衡向右移動,使c(OH－)>c(H＋)
【解析】解：（1） 開關K與a連接時，裝置為原電池，鐵為負極，發生吸氧腐蝕,即電極反應為Fe-2e-=Fe2+。
（2） 開關K與b連接時，裝置為電解池，電解食鹽水，此時陽極A發生2Cl--2e-=Cl2↑，陰極B發生2H++2e-=H2↑，總反應的離子方程式為2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑。
（3）陽離子向陰極移動，A錯誤；陽極A處產生的是Cl2，能使濕潤的KI淀粉試紙變藍，B正確；C應該通入HCl，不能加鹽酸，因為鹽酸是HCl的水溶液，錯誤；D電子不能在溶液中移動，錯誤。
（4）)溶液中的OH－在陽極失電子產生O2：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，所以在B口放出O2，從A口導出H2SO4。溶液中的H＋在陰極得到電子產生H2：2H＋＋2e－=H2↑，則從C口放出H2，從D口導出KOH溶液。依據電荷守恒，通過陽離子交換膜的K+是通過陰離子交換膜的SO42－的2倍，所以通過陽離子交換膜的離子數大于通過陰離子交換膜的離子數。③電解過程中，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋)，故陰極區堿性明顯增強。