如图所示三套实验装置，分别回答下列问题．（1）图1中，①若开始时开关K与a连接，则该装置为（填装置名称），电极A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

Question

如图所示三套实验装置，分别回答下列问题．

（1）图1中，①若开始时开关K与a连接，则该装置为___（填装置名称），电极A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）2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，电池示意如图2所示：
①___极（填a或b）为电池的正极，电池工作时电流方向为___（填a→b或b→a）
②写出该电池负极的电极反应式___
（3）用图3装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）．
①该电解槽的阴极反应式为___．
②制得的硫酸溶液从出口___（填“A”、“D”）导出，并简述原因___（请用化学用语和文字解释）

Answer 1

（1）①开始时开关K与a连接形成原电池反应，发生吸氧腐蚀，A电极石墨做正极溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：原电池；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O(通电.)/()2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O(通电.)/()2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）①燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，氧气是在正极上发生得电子的反应，电流在电路中从正极流向负极，根据质子移动方向，可以知道b是正极，a是负极，故答案为：b；b→a；
②该电池负极的电极反应式为：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺，故答案为：C₂H₅OH+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
（3）①电解时，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，该电极上会产生硫酸，阴极氢离子放电，因此钾离子向阴极移动，电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出，制得的硫酸溶液从A口流出，
故答案为：A；阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，该电极上会产生硫酸．