Question

【題目】某課外活動小組用如圖所示裝置進行實驗，請回答下列問題：

(1)若開始實驗時開關K與a連接，則B極的電極反應式為_________。

(2)若開始實驗時開關K與b連接，則下列說法正確的是_____(填序號)。

①溶液中Na＋向A極移動

②從A極逸出的氣體能使濕潤的淀粉KI試紙變藍

③反應一段時間后向電解液中加適量鹽酸可使其恢復到電解前的濃度

(3)該小組運用工業上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。

①該電解槽的陽極反應式為_________，通過陰離子交換膜的離子數____(填“>”“<”或“＝”)通過陽離子交換膜的離子數；

②圖中a、b、c、d分別表示有關溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序為____；

③電解一段時間后，B口與C口產生氣體的質量比為___。

Answer 1

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

【解析】

（1）開關與a點相連接時形成的是原電池，鐵為原電池的負極，失去電子；

（2）當開關與b點連接時，形成的裝置是電解池，石墨與電源的正極相連為陽極，鐵與電源的負極相連，為陰極，據此判斷；

（3）①電解硫酸鉀溶液，陽極發生氧化反應，OH-被氧化生成O2，SO42-通過陰離子交換膜向陽極移動，鉀離子通過陽離子交換膜向陰極移動；

②OH-被氧化，陽極生成H+和O2，pH減小，陰極發生還原反應，生成H2和OH-，pH值增大；

③B口生成氧氣，C生成氫氣。

（1）開關與a點相連接時形成的是原電池，鐵為原電池的負極，失去電子，電極反應為：Fe-2e-=Fe2+；

（2）當開關與b點連接時，形成的裝置是電解池，石墨與電源的正極相連為陽極，鐵與電源的負極相連，為陰極；①陽離子向陰極移動，即Na+向B極移動；②A端為陽極，電解質溶液中的Cl-失去電子變成Cl2，Cl2能使淀粉KI試紙變成藍色；③陰極上H+得到電子變成氫氣，因此反應一段時間后向電解液中通入HCl可使其恢復到電解前的濃度；

（3）①電解硫酸鉀溶液，陽極發生氧化反應，OH-被氧化生成O2，電極反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；SO42-通過陰離子交換膜向陽極移動，鉀離子通過陽離子交換膜向陰極移動，據電荷守恒，則通過陽離子交換膜的K+數大于通過陰離子交換膜的SO42-數；

②電解后生成的硫酸和KOH溶液的濃度均比原來的大，則b<a，d>c，又因為堿溶液pH大于酸溶液pH，則：b<a<c<d；

③B口生成氧氣，C生成氫氣，物質的量之比為1:2，則質量之比為32：4=8:1。