Question

某小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀．
（1）該電解槽的陽極反應(yīng)式為

 

．
（2）制得的氫氧化鉀溶液從出口

 

（填“A”、“B”、“C”或“D”）導(dǎo)出．
（3）通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因

 

．
（4）若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：①電解時，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
②根據(jù)氫氧化鉀生成的電極判斷導(dǎo)出口；
③根據(jù)陰陽離子的移動方向，陰極氫離子放電，導(dǎo)致氫氧根離子濃度變大；
④燃料原電池中，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫．

解答： 解：①電解時，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②電解時氫離子在陰極得電子生成氫氣，則氫氧化鉀在陰極生成，所以在D口導(dǎo)出，故答案為：D；
③陰極氫離子放電，導(dǎo)致氫氧根離子濃度變大，所以溶液中的PH值增大，故答案為：陰極氫離子放電，導(dǎo)致氫氧根離子濃度變大，所以溶液中的PH值增大；
④燃料原電池中，燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該燃料原電池中，氧氣是氧化劑，所以氧氣在正極上得電子和水結(jié)合生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，難度不大，注意燃料原電池電極反應(yīng)式的書寫時，要根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)．