Question

铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：

(1)工业冶炼铝的化学方程式是_______________________。

(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是______________。

(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是______________________。

②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因______________________。

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口___________(填写“A”或“B”)导出。

Answer

2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2－＋3H2↑ 4OH－－4e－==2H2O＋O2↑ H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大 B

【解析】

根据电解原理可知，该电解池的阳极区通入工业级氢氧化钾的溶液，阴极区通入含少量氢氧化钾的水，电解过程中，阴极上水电离产生的H＋放电生成氢气，促进水的电离，OH－浓度增大，K+通过阳离子交换膜进入阴极区，达到提纯的目的。

(1)工业冶炼铝的方法是电解熔融的氧化铝，化学方程式是2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2－＋3H2↑。

(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)。

①该电解槽的阳极上OH－放电生成氧气，电极反应式是4OH－－4e－==2H2O＋O2↑。

②通电开始后，阴极上水电离产生的H＋放电生成氢气，促进水的电离，OH－浓度增大，故阴极附近溶液pH会增大。

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口B导出。