Question

【题目】某课外活动小组用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：

(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_________。

(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是_____(填序号)。

①溶液中Na＋向A极移动

②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝

③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度

(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽的阳极反应式为_________，通过阴离子交换膜的离子数____(填“>”“<”或“＝”)通过阳离子交换膜的离子数；

②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为____；

③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为___。

Answer 1

【答案】Fe－2e-=Fe2+ ② 2H2O-4e-=O2↑+4H+(写4OH--4e-=2H2O+O2↑也可) < b<a<c<d 8∶1

【解析】

（1）开关与a点相连接时形成的是原电池，铁为原电池的负极，失去电子；

（2）当开关与b点连接时，形成的装置是电解池，石墨与电源的正极相连为阳极，铁与电源的负极相连，为阴极，据此判断；

（3）①电解硫酸钾溶液，阳极发生氧化反应，OH-被氧化生成O2，SO42-通过阴离子交换膜向阳极移动，钾离子通过阳离子交换膜向阴极移动；

②OH-被氧化，阳极生成H+和O2，pH减小，阴极发生还原反应，生成H2和OH-，pH值增大；

③B口生成氧气，C生成氢气。

（1）开关与a点相连接时形成的是原电池，铁为原电池的负极，失去电子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；

（2）当开关与b点连接时，形成的装置是电解池，石墨与电源的正极相连为阳极，铁与电源的负极相连，为阴极；①阳离子向阴极移动，即Na+向B极移动；②A端为阳极，电解质溶液中的Cl-失去电子变成Cl2，Cl2能使淀粉KI试纸变成蓝色；③阴极上H+得到电子变成氢气，因此反应一段时间后向电解液中通入HCl可使其恢复到电解前的浓度；

（3）①电解硫酸钾溶液，阳极发生氧化反应，OH-被氧化生成O2，电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；SO42-通过阴离子交换膜向阳极移动，钾离子通过阳离子交换膜向阴极移动，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K+数大于通过阴离子交换膜的SO42-数；

②电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则b<a，d>c，又因为碱溶液pH大于酸溶液pH，则：b<a<c<d；

③B口生成氧气，C生成氢气，物质的量之比为1:2，则质量之比为32：4=8:1。