Question

1）工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內裝有離子交換膜【陰（陽）離子交換膜只允許陰（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圖中a、b兩處分別加入的物質是                      、                     ；離子交換膜為            （填“陰”或“陽”）離子交換膜。

③除去雜質后氫氧化鉀溶液從液體出口             （填寫“A”或“B”）導出。

（2）海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景，海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學電源的重要原料，如LiFePO4電池某電極的工作原理如下圖所示：

 

該電池電解質為能傳導 Li＋的固體材料。放電時該電極是電池的        極（填“正”或“負”），電極反應式為                     。

（3）利用海洋資源可獲得MnO2 。MnO2可用來制備高錳酸鉀：將MnO2與KOH混合后在空氣中加熱熔融，得到綠色的錳酸鉀（K2MnO4），再利用氯氣將錳酸鉀氧化成高錳酸鉀。該制備過程中消耗相同條件下空氣和氯氣的體積比為___________________（空氣中氧氣的體積分數(shù)按20%計）。

（4）海水中也含有大量的鎂元素，高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。

①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是：

                                                                  。

②由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如下圖，該電池反應的總離子方程式為                                                             。

Answer 1

【考點】本題考查了電解池原理，電極反應式的書寫等知識。

【解析】（1）①電解硫酸鉀溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為4OH--4e-=2H2O+O2↑。③電解時，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中產(chǎn)生氫氧化鉀，氣體從上口C放出，則氫氧化鉀從B口流出。

（2）放電時，該裝置是原電池，F(xiàn)e元素化合價由+3價變?yōu)?2價，得電子發(fā)生還原反應，所以該電極是正極，電極反應式為FePO4+e-+Li+=LiFePO4；

（3）該過程中放生了氧化還原反應，根據(jù)氧化還原反應得失電子守恒可知，假設錳酸鉀（K2MnO4）的物質的量是1mol，所以制備的過程中會消耗氧氣的物質的量為0.5mol，則需要空氣2.5mol，1mol錳酸鉀（K2MnO4）和氯氣反應則消耗氯氣的物質的量是0.5mol，所以消耗相同條件下空氣和氯氣的體積比為5:1；

（4）①根據(jù)題意可知，反應物為MgSO4、CO，生成物為MgO＋SO2＋CO2＋SO3，反應條件是750℃，所以發(fā)生的花學方程式為①2MgSO4＋CO2MgO＋SO2＋CO2＋SO3。②負極上鎂失電子，正極上次氯酸根離子得電子，所以電池反應為Mg+ClO-+H2O=Mg（OH）2↓+Cl-。

【答案】（16分）

（1）①  4OH－ - 4e－ ＝ 2H2O + O2↑（1分）  ②工業(yè)品KOH（1分）    H2O（含少量KOH）（1分）   陽（2分）③B（2分）

（2）正（1分）     FePO4＋e－ ＋Li＋=LiFePO4（2分）

（3）5:1（2分）

（4）①2MgSO4＋CO2MgO＋SO2＋CO2＋SO3（2分）②Mg＋ClO－＋H2O=Cl－＋Mg(OH)2（2分）