Question

【题目】某课外活动小组用如图1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 ． 有关上述实验，下列说法正确的是（填序号） ．
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③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
④若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
（3）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2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 ．
此时通过阴离子交换膜的离子数（填“大于”、“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数．
②若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为

Answer 1

【答案】
（1）Fe﹣2e﹣=Fe2+
（2）2H++2e﹣=H2↑；2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+Cl2↑+H2↑；②④
（3）4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
【解析】解：（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+ ， 所以答案是：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↑，
①电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，故①错误；
②A生成氯气，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，故②正确；
③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③错误；
④若标准状况下B极产生2.24L氢气，为氢气物质的量为0.1mol，依据电极反应计算，由2H++2e﹣=H2↑得到溶液中转移0.2mol电子，故④正确；
所以答案是：2H++2e﹣═H2↑；2Cl﹣+2H2O 2OH﹣+H2↑+Cl2↑；②④；
（3.）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的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；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，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数．
所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；
②燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，所以氧气在正极上得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ，
所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ．