Question

（1）某課外活動(dòng)小組同學(xué)用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試答下列問(wèn)題：
①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的

 

腐蝕．
②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）芒硝化學(xué)式Na₂SO₄?l0H₂O，無(wú)色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物．該小組同學(xué)設(shè)想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用圖乙所示裝置電解硫酸鈉溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無(wú)論從節(jié)省能源還是提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念．
①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制得的氫氧化鈉溶液從出口

 

（填“A”“B”“C”或“D”）導(dǎo)出．
③通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因

 

．
④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）①中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕；
②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，F(xiàn)e為陰極，石墨為陽(yáng)極，電解飽和食鹽水；
（2）①根據(jù)陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向，通過(guò)相同電量時(shí)，陰陽(yáng)離子交換的個(gè)數(shù)判斷；
②陰極上氫離子放電，則NaOH在陰極生成；
③電解過(guò)程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，破壞了水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液PH升高；
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負(fù)極上氫氣失去電子．

解答： 解：（1）①中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧；
②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，F(xiàn)e為陰極，石墨為陽(yáng)極，電解飽和食鹽水，陰極上氫離子得電子生成氫氣和氫氧根離子，陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，則電解的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①陽(yáng)極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動(dòng)，所以通過(guò)相同電量時(shí)，通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)，
故答案為：小于；
②陰極上氫離子放電，則NaOH在陰極生成，由圖可知，D在陰極附近，制得的氫氧化鈉溶液從D出口導(dǎo)出，故答案為：D；
③電解過(guò)程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，破壞了水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH升高，故答案為：氫離子放電生成氫氣促進(jìn)水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大；
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負(fù)極上氫氣失去電子，負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，注意裝置的判斷及燃料原電池電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)，理解電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)，題目難度中等．