Question

(I)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与CO₂的混合气体，制得燃料电池。该电池工作时的正极反应式为：                       ；

(II)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题:

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应为                      。 向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是                      发生反应的离子方程式                          

（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应为                     ，总反应的离子方程式为                      。习惯上把该工业生产称为            

（3）有关上述实验，下列说法正确的是       。

A．溶液中Na^＋向A极移动

B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C．反应很短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B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

（4）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装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为               。 此时通过阴离子交换膜的离子数          (填“大于”“小于”或“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”或 “D”)____________导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因___________________

Answer

(I)O2 + 2CO2 + 4e-= 2CO32-

（1）Fe-2e- = Fe2＋；出现带有特征蓝色的沉淀；3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2

（2）2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑ 氯碱工业

（3）B（4）①2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于 ②D ③H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

试题分析：(I) 通入CO的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为2CO-4e-+2CO32-═4CO2，正极上的电极反应式为O2+4e-+2CO2═2CO32-；(II)（1）开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e- = Fe2＋，向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是出现带有特征蓝色的沉淀；离子反应式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2 ；（2）开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，总方程式为 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，通常将惰性电解电解食盐水称为氯碱工业；（3）A．电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向，B极移动，故A错误；B．A生成氯气，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，故B正确；C．反应一段时间后加适量HCl气体，可恢复到电解前电解质的浓度，不是加入盐酸，故C错误；D．若标准状况下B极产生2.24L氢气，氢气物质的量为0.1mol，依据电极反应计算，由2H++2e-=H2↑得到电解过程中转移0.2mol电子，溶液里只有离子移动，无电子转移，故D错误；答案为B；（4）①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，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；②氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；③通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的PH值增大。

【考点定位】考查原电池和电解池理论

【名师点晴】本题以原电池和电解池为载体，侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合应用，连接外接电源为电解池，电解池的阴极连接电源负极，发生还原反应，没有外接电源是原电池，活泼金属作负极，发生氧化反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液对电极反应的影响，根据离子的还原性或氧化性强弱判断电解产物，（3）的D选项是易错点，结合生成的氢气可以确定电子转移数目为0.2mol，但溶液里无电子转移，只有阴阳离子定向移动，如果缺泛对题意的理解易出错，据此分析解题。