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铝和氢氧化钾都是重要的工业产品,请回答问题:(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解,化学方程式为:2Al2O3高温
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铝和氢氧化钾都是重要的工业产品,请回答问题:
(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解,化学方程式为:2Al2O3
4Al+3O2Na3AlF6,电极均由石墨材料做成,电解时不断消耗的电极是___(填“阴极”或“阳极”),原因是___(用化学方程式表示).
(2)对铝制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命.以处理过的铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极反应式为___.
(3)铝电池性能优越,Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为:2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag.则负极的电极反应式为___,正极附近溶液的碱性___(填“增强”、“不变”或“减弱”).
(4)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是___.
②阴极区碱性增强的原因是___
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口___(填写“A”或“B”)导出.
(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解,化学方程式为:2Al2O3
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(2)对铝制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命.以处理过的铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极反应式为___.
(3)铝电池性能优越,Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为:2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag.则负极的电极反应式为___,正极附近溶液的碱性___(填“增强”、“不变”或“减弱”).
(4)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是___.
②阴极区碱性增强的原因是___
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口___(填写“A”或“B”)导出.
▼优质解答
答案和解析
(1)电极均由石墨材料做成,电极过程中阳极生成氧气会和碳反应生成二氧化碳;阳极不断减少,故答案为:阳极;C+O2
CO2;
(2)以处理过的铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,电解过程中铝做阳极失去电子生成氧化铝,依据原子守恒和电子守恒写出电极反应为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+,故答案为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;
(3)Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为2A1+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag,反应是原电池反应,依据元素化合价变化判断,铝元素化合价升高失电子的做负极发生氧化反应,电极反应为:Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-;银元素化合价降低得到电子的做电池正极发生还原反应;电极反应为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;正极附近生成了氢氧根离子,附近的碱性增强,故答案为:Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-;增强;
(4)①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根,相当于电解水,故电解时,阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②阴极:4H++4e-=2H2↑,其中阴极区H+放电,H+浓度减小,使水的电离平衡向右移动促进水的电离,在阴极和阳极之间有阳离子交换膜,只允许阳离子K+和H+通过,留下的OH-浓度增大,阴极附近溶液pH会增大,
故答案为:通电开始后,水电离产生的H+在阴极放电,留下的OH-又不能通过阳离子交换膜,所以阴极附近溶液pH会增大;
③在阴极区聚集大量的K+和OH-,从而产生纯的氢氧化钾溶液,除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出,故答案为:B.
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(2)以处理过的铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,电解过程中铝做阳极失去电子生成氧化铝,依据原子守恒和电子守恒写出电极反应为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+,故答案为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;
(3)Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为2A1+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag,反应是原电池反应,依据元素化合价变化判断,铝元素化合价升高失电子的做负极发生氧化反应,电极反应为:Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-;银元素化合价降低得到电子的做电池正极发生还原反应;电极反应为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;正极附近生成了氢氧根离子,附近的碱性增强,故答案为:Al+4OH--3e-=[Al(OH)4]-;增强;
(4)①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根,相当于电解水,故电解时,阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②阴极:4H++4e-=2H2↑,其中阴极区H+放电,H+浓度减小,使水的电离平衡向右移动促进水的电离,在阴极和阳极之间有阳离子交换膜,只允许阳离子K+和H+通过,留下的OH-浓度增大,阴极附近溶液pH会增大,
故答案为:通电开始后,水电离产生的H+在阴极放电,留下的OH-又不能通过阳离子交换膜,所以阴极附近溶液pH会增大;
③在阴极区聚集大量的K+和OH-,从而产生纯的氢氧化钾溶液,除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出,故答案为:B.
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