Question

【題目】HIO3是強酸，其水溶液是強氧化劑。工業上，以KIO3為原料可制備HIO3。某學習小組擬用如圖裝置制備碘酸。M、N為惰性電極，ab、cd為交換膜。下列推斷錯誤的是（ ）

A.光伏電池的e極為負極，M極發生還原反應

B.在標準狀況下收集6720mLX和Y的混合氣體時KIO3溶液減少3.6g

C.Y極的電極反應式為2H2O-4e-═O2↑+4H+

D.制備過程中要控制電壓，避免生成HIO4等雜質

Answer 1

【答案】B

【解析】

根據圖示，左室增加KOH，右室增加HIO3，則M室為陰極室，陰極與外加電源的負極相接，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以原料室中K+透過ab膜進入陰極室生成KOH，即ab膜為陽離子交換膜，N室為陽極室，原料室中IO3-透過cd膜進入陽極室生成HIO3，即cd膜為陰離子交換膜。

A．由上述分析可知，M室為陰極室，陰極與外加電源的負極相接，即e極為光伏電池負極，陰極發生得到電子的還原反應，故A正確；

B．N室為陽極室，與外加電源的正極相接，電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，M極電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，標準狀況下6720mL氣體即6.72L氣體物質的量為6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，其中含有O2為0.1mol，轉移電子0.4mol，為平衡電荷，KIO3溶液中0.4molK+透過ab膜進入陰極室，0.4molIO3-透過cd膜進入陽極室，KIO3溶液質量減少0.4mol×214g/mol=85.6g，故B錯誤；

C．N室為陽極室，與外加電源的正極相接，電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，故C正確；

D．制備過程中若電壓過高，陽極區（N極）可能發生副反應：IO3--2e-+H2O=IO4-+2H+，導致制備的HIO3不純，所以制備過程中要控制電壓適當，避免生成HIO4等雜質，故D正確；

故答案選B。