Question

某课外活动小组同学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2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子

（2）上述实验反应一小段时间后，再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为         。

（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,则可以设想用如下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      。此时通过阴离子交换膜的离子数      （填”大于”或”小于”或”等于”）通过阳离子交换膜的离子数。

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

③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因                 。

④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                    。

⑤燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼（分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式?      ?     。

 

Answer 1

（1）2H++2e-=H2↑    2Cl-+ 2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑；②

（2）Fe－3e－+3OH－=Fe(OH)3

（3）①4OH－－4e－= 2H2O+O2↑；小于     ②D 

③氢离子放电，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大；

④O2+2H2O+4e－= 4OH－；   

⑤N2H4－4e－+4OH－=N2↑+4H2O

【解析】（1）开关K与b连接是电解饱和食盐水，B极为阴极，电极反应式为2H++2e－=H2↑总反应的离子方程式为2Cl－+ 2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑；

①阳离子向阴极移动，错误；

②A极产生氯气，使湿润KI淀粉试纸变蓝，正确；

③电解时从溶液中失去的是氯气和氢气，一段时间后加入HCl可恢复到电解前电解质的浓度，而不是盐酸，故错误；

④ 溶液不能转移电子，错误；

（2）开关K与a连接装置为原电池，正极是氯气得到电子，负极为铁失去电子，变为+3价铁，电解反应式为Fe-3e－+3OH－=Fe(OH)3；

（3）①阳极氢氧根离子失去电子4OH－-4e－= 2H2O+O2↑；硫酸根离子通过阴离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜，故此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；

②阴极氢离子放电生成氢气和碱，故在阴极产生氢氧化钾，从D口出；

③氢离子放电，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大；

④该电池负极为氢气失去电子，正极为氧气得到电子，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e－= 4OH－；

⑤该电池肼在负极失去电子，注意碱性介质，需结合氢氧根离子生成水，负极电极反应式为N2H4－4e－+4OH－=N2↑+4H2O