Question

鋁和氫氧化鉀都是重要的工業產品．請回答：
（1）工業冶煉鋁的化學方程式是

 

．
（2）工業品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸雜質，可用離子交換膜法電解提純．電解槽內裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖所示．
①該電解槽的陽極反應式是

 

．
②通電開始后，陰極附近溶液pH如何變化

 

？（填“增大”“減小”或“不變”）
③除去雜質后的氫氧化鉀溶液從溶液出口

 

 （填寫“A”或“B”）導出．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）工業冶煉鋁是利用惰性電極電極熔融氧化鋁得到；
（2）①用陽離子交換膜電解法除去工業品氫氧化鉀溶液中的雜質含氧酸根，相當于電解水，陽極氫氧根離子放電；
②電解時，陽極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中陰極區H⁺放電，H⁺濃度減小，使水的電離平衡向右移動促進水的電離，OH^-濃度增大；
③在陰極和陽極之間有陽離子交換膜，只允許陽離子K⁺和H⁺通過，這樣就在陰極區聚集大量的K⁺和OH^-，從而產生純的氫氧化鉀溶液，所以除去雜質后的氫氧化鉀溶液從溶液出口在陰極區．

解答： 解：（1）工業冶煉鋁是利用惰性電極電極熔融氧化鋁得到，陽極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是鋁離子得到電子生成鋁，反應的化學方程式為2Al₂O₃

通電    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃

通電    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
（2）①用陽離子交換膜電解法除去工業品氫氧化鉀溶液中的雜質含氧酸根，相當于電解水，故電解時，陽極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②陰極：4H⁺+4e^-=2H₂↑，其中陰極區H⁺放電，H⁺濃度減小，使水的電離平衡向右移動促進水的電離，在陰極和陽極之間有陽離子交換膜，只允許陽離子K⁺和H⁺通過，留下的OH^-濃度增大，陰極附近溶液pH會增大，故答案為：增大；
③在陰極區聚集大量的K⁺和OH^-，從而產生純的氫氧化鉀溶液，除雜后的氫氧化鉀溶液從出口B導出，故答案為：B．

點評：本題考查了電解原理的分析應用，關鍵是根據離子放電順序判斷電解過程中發生的反應理解除雜原理，題目難度中等．