Question

(1)某课外活动小组同学用如图甲装置进行实验，试回答下列问题:

①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的        腐蚀，负极的电极反应式为            。

②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为             。

(2)芒硝化学式Na₂SO₄·10H₂O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用图乙所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。

①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制得的氢氧化钠溶液从出口             (填“A”“B”“C”或“D”)导出。

③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因                      。

④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为                            。

Answer

(1)①吸氧；Fe-2e-=Fe2+②2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；(2)①小于；②D；③H+放电促进水的电离，使OH-浓度增大；④H2-2e-+2OH-=2H2O；

【解析】

试题分析：（1）①开关K与a连接，为原电池，NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：吸氧；Fe-2e-=Fe2+；

②K与b连接，为电解池，若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，氯离子、氢离子放电，则N为电源负极，电解的总离子反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

（2）①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，由电荷守恒知钠离子数目大于硫酸根离子数目，故答案为：小于；②氢氧化钠在阴极生成，所以在D口导出；故答案为：D；③阴极氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，所以溶液的pH增大，故答案为：H+放电，促进水的电离，OH-浓度增大；④燃料电池负极氢气失电子与氢氧根离子结合成水，电极反应的离子方程式为：H2+2OH--2e-═2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-═2H2O。

考点：考查了原电池和电解池原理的相关知识。