Question

如圖裝置，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na₂SO₄濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極．若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切斷K₁，閉合K₂、K₃，通直流電，則：

（1）標(biāo)出電源的正、負(fù)極，a為

 

極．
（2）在濕的Na₂SO₄濾紙條中心滴KMnO₄溶液，現(xiàn)象為

 

．
（3）寫出電極反應(yīng)式：A中

 

．
（4）若電解一段時間，A、B中均有氣體包圍電極．此時切斷K₂、K₃，閉合K₁．電流表的指針偏轉(zhuǎn)，則此時A極電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na₂SO₄濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極．若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切斷K₁，閉合K₂、K₃，通直流電，AB、CD處事電解原理的應(yīng)用，依據(jù)AB中氣體體積變化分析，電解的是水，A端為氧氣，電解池的陽極，B端是氫氣為電解池的陰極，則a為電源f負(fù)極，b為電源正極；
（1）根據(jù)原電池的構(gòu)成條件判斷，A、B兩電極得到的氣體體積判斷電極名稱，從而確定電源a、b電極名稱；
（2）先判斷C、D 的電極名稱，判斷電解時溶液中離子的移動方向；
（3）A中是水中氫氧根離子失電子生成氧氣的電極反應(yīng)；
（4）若電解一段時間，A、B中均有氣體包圍電極．此時切斷K₂、K₃，閉合K₁．電流表的指針偏轉(zhuǎn)，說明AB中形成的氫氧燃料電池，依據(jù)原電池原理分析判斷；

解答： 解：（1）切斷K₁，合閉K₂、K₃通直流電，電極A、B及氫氧化鉀溶液構(gòu)成電解池，根據(jù)離子的放電順序，溶液中氫離子、氫氧根離子放電，分別生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2：1，通過圖象知，B極上氣體體積是A極上氣體體積的2倍，所以B極上得氫氣，A極上得到氧氣，所以B極是陰極，A極是陽極，故a是負(fù)極，b是正極，故答案為：負(fù)；
（2）浸有硫酸鈉的濾紙和電極C、D與電源也構(gòu)成了電解池，因為a是負(fù)極，b是正極，所以C是陰極，D是陽極，電解質(zhì)溶液中的陽離子鉀離子向陰極移動，陰離子高錳酸根離子向陽極移動，所以D極呈紫色；電解質(zhì)溶液中氫離子和氫氧根離子放電，所以在兩極上都得到氣體，A極上氫氧根離子失電子生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為4OH^--4e=2H₂O+O₂↑；C極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為4H⁺+4e=2H₂↑，
故答案為：紫色向D方向移動；
（3）通過圖象知，B極上氣體體積是A極上氣體體積的2倍，所以B極上得氫氣，A極上得到氧氣，所以B極是陰極，A極是陽極，水溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）若電解一段時間，A、B中均有氣體包圍電極切斷K₂、K₃，合閉K₁，電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極．此裝置構(gòu)成氫氧燃料原電池，所以有電流通過，電流表的指針移動，此時B中的電極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，A中電極反應(yīng)O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-；

點評：本題考查了原電池、電解池工作原理，寫電極反應(yīng)式要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫，如果電解質(zhì)溶液不同，雖然原料相同，電極反應(yīng)式也不同，如氫氧燃料電池，當(dāng)電解質(zhì)為酸或堿，電極反應(yīng)式就不同，題目難度中等．