(1)该电解槽的阳极反应式为___________________________________________。
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)制得的氢氧化钾溶液从出口______(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、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的反应式为_________________________________________________________________。
思路导航:溶液中的OH-在阳极失电子产生O2:4OH--4e-=2H2O+O2↑,所以在B口放出O2,从A口导出H2SO4。溶液中的H+在阴极得到电子产生H2:2H++2e-=H2↑,则从C口放出H2,从D口导出KOH溶液。因SO所带电荷数大于K+所带电荷数,SO通过阴离子交换膜,K+通过阳离子交换膜,所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时,O2在电池正极放电:O2+4e-+2H2O=4OH-。
答案:(1)4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于(2)D
(3)H+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(OH-)>c(H+)
(4)O2+2H2O+4e-=4OH-
【总结提升】
有关电解计算的方法技巧
(1)利用电极反应计算,应用的是阴、阳两极电子守恒。
(2)利用电解总方程式计算,应用化学方程式计量数之比。
(3)电解后溶液的pH计算,对于只电解水的溶液,就是溶液的浓缩计算;对于既电解水又电解电解质本身的计算,要求出生成的c(H+)或c(OH-)。
(4)长时间的电解计算,要注意溶剂的电解问题。
(5)对于混合溶液的电解计算,要注意多种离子分段电解的问题。
例题1500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.6 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是()
A.原混合溶液中c(K+)为0.2 mol·L-1
B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol
D.电解后溶液中c(H+)为0.2 mol·L-1
思路导航:石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极先后发生两个反应:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子,而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子,所以Cu2+共得到0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol电子,电解前Cu2+的物质的量和电解得到