Question

【題目】Ⅰ、（1）惰性電極電解硫酸銅溶液的化學方程式_____________________________。

（2）惰性電極電解飽和食鹽水的化學方程式_____________________________。

Ⅱ、某小組同學認為，如果模擬工業上用離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設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。

（3）該電解槽的陽極反應式為________________________________。此時通過陰離子交換膜的離子數________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。

（4）制得的氫氧化鉀溶液從出口________(填寫“A”、“B”、“C”或“D”)導出。

（5）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，則電池正極的反應式為____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 小于 D O2＋2H2O＋4e－===4OH－

【解析】試題分析：Ⅰ、（1）惰性電極電解硫酸銅溶液的生成Cu、O2、H2SO4；（2）惰性電極電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣；Ⅱ、（3）陽極OH－失電子發生氧化反應生成氧氣；通過陰離子交換膜的離子是SO42-，通過陽離子交換膜的離子是K+；（4）陰極反應生成，所以氫氧化鉀溶液在陰極生成；（5）氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，正極是氧氣得電子生成OH－。

解析：Ⅰ、（1）惰性電極電解硫酸銅溶液的生成Cu、O2、H2SO4，總反應是2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；（2）惰性電極電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣，總反應是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；Ⅱ、（3）陽極OH－失電子發生氧化反應生成氧氣，陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；通過陰離子交換膜的離子是SO42-，通過陽離子交換膜的離子是K+，根據電荷守恒通過陰離子交換膜的離子數小于通過陽離子交換膜的離子數；（4）陰極反應生成，所以氫氧化鉀溶液在陰極生成，制得的氫氧化鉀溶液從出口D放出；（5）氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，正極是氧氣得電子生成OH－，正極的反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。