Question

【題目】電解原理在化學工業中有廣泛應用。

（1）利用下圖裝置電解制備NaOH，兩電極區電解液分別為NaOH和NaCl溶液。

①B極區電解液為__________溶液（填化學式），A極要連接電源的________(填“正”或“負”)極。

②陽極電極反應式為______________________________________，電解過程中Na+向____________電極遷移（填“A”或“B”）。

③電解總反應的離子方程式是_____________________________________________。

（2）利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。

①若X為碳電極，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處。（填“A”、“B”或“C”）

②若X為鋅電極，開關K置于A處，該電化學防護法稱為______________________。

（3）釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO2+)為正極和負極電極反應的活性物質，電池總反應為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO2+＋2H＋。放電時的正極反應式為___________________________充電時的陰極反應式為______________________________。放電過程中，電解液的pH________(選填“升高”“降低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】NaOH 正2Cl—2e=Cl2↑B2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－C犧牲陽極的陰極保護法VO2++2H++e-═VO2++H2OV3++e-═V2+升高

【解析】

(1)電解制備NaOH，兩電極區電解液分別為NaOH和NaCl溶液，由圖可知，右側生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備NaOH，B極區電解液為NaOH溶液；Na+由A經過陽離子交換膜向B移動；A中為NaCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；

①根據圖示可知，B極有氫氣產生，為電解池的陰極，B極區電解液為NaOH溶液，A極為電解池的陽極要連接電源的正極；正確答案：NaOH；正。

②陽極電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，電解過程中Na+向B電極遷移；正確答案：2Cl--2e-=Cl2↑；B。

③電解飽和食鹽水生成氯化鈉、氯氣和氫氣，總反應的離子方程式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；正確答案：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。

(2)①若X為碳棒，開關K應置于A處，構成原電池，Fe為負極，加速Fe的腐蝕；開關K應置于B處，構成電解池，Fe為陽極，加速鐵的腐蝕；開關K應置于C處，構成電解池，Fe為陰極，被保護，減緩鐵的腐蝕；正確答案：C。

②若X為鋅，開關K應置于A處，構成原電池，Zn為負極，Fe被保護，減緩鐵的腐蝕，該方法為犧牲陽極的陰極保護法；正確答案：犧牲陽極的陰極保護法。

（3）正極反應是還原反應,由電池總反應可知放電時的正極反應為VO2++2H++e-VO2++H2O；電時,陰極反應為還原反應,故為V3+得電子生成V2+的反應，極反應為：V3++e-═V2+；放電為原電池，總反應為V2＋＋VO2+＋2H＋=VO2＋＋V3＋＋H2O，氫離子濃度減小，酸性減小，電解液的pH升高；正確答案：VO2++2H++e-═VO2++H2O；V3++e-═V2+；升高。