Question

【題目】某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題:

（1）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式________。向B極附近滴加鐵氰化鉀溶液現(xiàn)象是_____________發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________

（2）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)為_____________________，總反應(yīng)的離子方程式為_____________。習(xí)慣上把該工業(yè)生產(chǎn)稱為________

（3）有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_______。

A．溶液中Na＋向A極移動(dòng)

B．從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)

C．反應(yīng)很短一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

D．若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

（4）該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)為_______________。 此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)______(填“大于”“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________導(dǎo)出。

③電解過(guò)程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因_______________________________。

Answer 1

【答案】Fe-2e- = Fe2＋ 出現(xiàn)帶有特征藍(lán)色的沉淀 3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑ 氯堿工業(yè) B 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(dòng)，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

（1）開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，是原電池，鐵為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子生成Fe2+，F(xiàn)e2+遇到鐵氰化鉀溶液出現(xiàn)帶有特征藍(lán)色的沉淀；

（2）開(kāi)關(guān)K與b連接，裝置為電解池，鐵與電池的負(fù)極相連，為陰極，不參與電解反應(yīng)，氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣；

（3）利用電解原理分析；

(4) 電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀，則用惰性電極電解，溶液中的OH-在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。因SO42-所帶電荷數(shù)大于K+所帶電荷數(shù)，SO42-通過(guò)陰離子交換膜，K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)大于通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)。

（1）開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，是原電池，鐵為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子生成Fe2+，F(xiàn)e2+遇到鐵氰化鉀溶液出現(xiàn)帶有特征藍(lán)色的沉淀，故答案為：Fe-2e-=Fe2+；出現(xiàn)帶有特征藍(lán)色的沉淀；3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2 ；

（2）開(kāi)關(guān)K與b連接，裝置為電解池，鐵與電池的負(fù)極相連，為陰極，鐵不參與電解反應(yīng)，氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，電極反應(yīng)式：2H＋+2e- = H2↑；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，總反應(yīng)式為：2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑；電解過(guò)程中生成堿和氯氣，又稱氯堿工業(yè)；答案為：2H＋+2e- = H2↑；2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑；氯堿工業(yè)；

（3）電解氯化鈉溶液時(shí)，電極不參與反應(yīng)，A為陽(yáng)極，B為陰極。

A.溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，溶液中Na＋向B極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.陽(yáng)極氯離子失電子生成氯氣，與碘離子反應(yīng)生成單質(zhì)碘，淀粉顯藍(lán)色，B正確；

C.電解很短時(shí)間，出來(lái)的氣體為氫氣、氯氣，加入氯化氫可還原，C錯(cuò)誤；

D. B極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氫氣，2H++2e-=H2↑，由于溶液中無(wú)法轉(zhuǎn)移電子，D錯(cuò)誤；答案為B

(4) ①電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀，則用惰性電極電解，溶液中的OH-在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。因SO42-所帶電荷數(shù)大于K+所帶電荷數(shù)，SO42-通過(guò)陰離子交換膜，K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)大于通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)。答案為：2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑；小于；

②溶液中的H+在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H++2e-=H2↑，則從C口放出H2，從D口導(dǎo)出KOH溶液。答案為：D；

③H2O H＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動(dòng)，使c(OH－)>c(H＋)；答案為： H2O H＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動(dòng)，使c(OH－)>c(H＋)；