某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾.(1)X极与电源的______(填“正”或“负”)极相连,氢气从______(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出.(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为______(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为______交换膜.(3)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(石墨为电极),则电池负极的反应式为______.(4)若在标准状况下,制得11.2L氢气,则生成硫酸的质量是______,转移的电子数为______.

问题描述:

某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾.

(1)X极与电源的______(填“正”或“负”)极相连,氢气从______(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出.
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为______(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为______交换膜.
(3)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(石墨为电极),则电池负极的反应式为______.
(4)若在标准状况下,制得11.2L氢气,则生成硫酸的质量是______,转移的电子数为______.

(1)题图中左边加入含硫酸的水,右侧加入含KOH的水,说明左边制硫酸,右边制备KOH溶液,氢氧根离子在阳极放电,同时电解后溶液呈酸性,氢离子在阴极放电,同时电解后溶液呈碱性,则X为阳极,Y为阴极,所以X连接电源...
答案解析:(1)根据加入的物质知,X电极附近生成硫酸,Y电极附近生成氢氧化钾,则X电极上氢氧根离子放电,Y电极上氢离子放电,所以X是阳极,Y是阴极,阳极与电源正极相连;阳极上生成氧气,阴极上生成氢气;
(2)电解过程中,电解质溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动;
(3)原电池中负极上失电子发生氧化反应;
(4)根据转移电子守恒计算生成硫酸的质量.
考试点:电解原理.
知识点:本题考查了原电池和电解池原理,正确推断电解池阴阳极是解本题关键,根据加入水溶液的溶质确定电极产物,结合电极产物确定阴阳极,再结合转移电子守恒进行有关计算,难度中等.