Question

【题目】某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为______________。

（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为__________，总反应的离子方程式为____________。

（3）若开始时开关K与b连接.下列说法正确的是_______。

A.溶液中Na＋向A极移动

B.从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D.若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为________。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_________________________。

Answer 1

【答案】Fe-2e- = Fe2＋ 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑ B 2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑） D H2OH＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显碱性

【解析】

(1)开始时开关K与a连接形成原电池反应，B电极铁做负极失电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；

(2)开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H++2e-=H2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；

(3)A、电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向B极移动，故A错误；B、A极上生成氯气，氯气能够置换出碘化钾溶液中的碘生成碘单质，遇到淀粉变蓝，故B正确；C、反应一段时间后加适量HCl气体，可恢复到电解前电解质的浓度，不是加入盐酸，故C错误；D、若标准状况下B极产生2.24L氢气，物质的量为0.1mol，依据电极反应式2H++2e-=H2↑知，电路中转移0.2mol电子，但电子不能经过溶液，故D错误；故答案为：B；

(4)①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，由于溶液为硫酸，故电极反应式为2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)，故答案为：2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)；

②阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钾离子向阴极移动，电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出，故答案为：D；

③电解过程中阴极区是水电离出的氢离子放电，2H++2e-=H2↑，所以水的电离平衡正向移动，导致氢氧根离子浓度大于氢离子，溶液显示碱性，故答案为：H2OH＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显示碱性。