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某课外活动小组同学用下图装置进行实验,试回答下列问题: Ⅰ.以图1的实验装置进行...

某课外活动小组同学用下图装置进行实验,试回答下列问题:

Ⅰ.以图1的实验装置进行实验。

1)若开始时打开开关K2,闭合开关K1,则该装置为_________(填装置名称)。

2)若开始时打开开关K1,闭合开关K2,则:

U型管里总反应的离子方程式为______________________________________

②对于上述实验,下列说法正确的是________(填序号)。

A.溶液中Na+B极移动

B.A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D. 若标准状况下从A极逸出2.24L气体,则外电路上通过的电子数目略大于0.2NA

Ⅱ.以图2的实验装置进行实验。

3)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图2装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾(电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过)。

①该电解槽的阳极反应式为___________________________。此时通过阴离子交换膜的离子数_____(填大于小于等于)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口___(填“A”“B”“C”“D”)导出。

③通电开始后,阴极附近溶液的pH会增大,请简述原因_______________________

 

原电池 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ D 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于 D H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大 【解析】 I.(1)若开始时打开开关K2,闭合开关K1,该装置为原电池,发生吸氧腐蚀; (2)若开始时打开开关K1,闭合开关K2,该装置为电解池,石墨作阳极,铁作阴极, ①阳极上氯离子发生失电子的氧化反应生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气; ②A.溶液中Na+向阴极移动; B.氯气能置换出碘,碘与淀粉试液变蓝色,氢气没有此性质; C.根据“析出什么加入什么”的原则判断; D.根据电极反应式计算; II.(3)①电解硫酸钾溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上H+放电生成H2;根据电子守恒和电荷守恒判断交换离子数多少; ②电解时,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中产生氢氧化钾,气体从上口放出; ③电解时,阴极上由水电离出的氢离子放电,则氢氧根离子浓度增大,导致溶液pH增大。 Ⅰ. (1)若开始时打开开关K2,闭合开关K1,该装置没有外接电源,且能自发的进行氧化还原反应,符合原电池的构成条件,则为原电池,铁发生吸氧腐蚀, 综上所述,本题正确答案:原电池。 (2)若开始时打开开关K1,闭合开关K2,该装置为电解池,石墨作阳极,铁作阴极; ①阳极上氯离子发生失电子的氧化反应生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近还有氢氧根离子生成,所以总反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑; 综上所述,本题正确答案:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。 ②A.溶液中Na+向阴极A电极移动,故A错误; B.A处逸出的气体是氢气,氢气不能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,故B错误; C.阴极上析出氢气,阳极上析出氯气,实质上相当于析出氯化氢,根据“析出什么加入什么”的原则知,应该向溶液中通入氯化氢气体,故C错误; D.电解时,Fe电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑,标准状况下2.24L氢气物质的量为0.1mol,由于生成的氢气极少量溶解,则从A极逸出0.1mol氢气,外电路上通过的电子数目略大于0.2NA,故D正确; 综上所述,本题正确选项D; Ⅱ. (3)①电解硫酸钾溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上H+放电生成H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑,根据电子守恒和电荷守恒知,通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数; 综上所述,本题正确答案: 4OH--4e-=2H2O+O2↑;小于。 ②电解时,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中产生氢氧化钾,气体从上口C放出,则氢氧化钾从D口流出; 综上所述,本题正确选项D; ③电解时,阴极上由水电离出的氢离子放电,则氢氧根离子浓度增大,导致溶液pH增大, 综上所述,本题正确答案:H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大。  
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考点分析:
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A是单质,DA单质所含元素的最高价氧化物的水化物,甲、乙、丙、丁四种化合物间除甲与丁、丙与乙外,两两均能发生中和反应。已知有如下转化关系(部分产物和反应条件已略去);

试回答:

(1) 写出B在工业生产中的一种用途___________________

2)写出B转化为C的可能的离子方程式____________________________

3)若C的溶液显酸性,用离子方程式表示其净水的原理_______________

4)若C为钠盐,用含m mol C的溶液与1L n mol·L1的盐酸充分反应,已知m/n=1/2,则生成D的物质的量为________mol

5)用A单质和铂作电极,与海水、空气组成海洋电池,写出铂电极上发生反应的电极反应式_______________________;若负极材料消耗18g,则电池转移的电子总数为_________ (阿伏加德罗常数用NA表示)

 

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阴极反应式:___________________________________

 

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1Pt1电极附近发生的反应为______________________________

2Pt2电极附近发生的反应为______________________________

3)该电池放电时电子从______电极经过外电路流到_____电极(填“Ptl”“Pt2”)。

4)相同条件下,放电过程中消耗的的体积比为_____________

 

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