Question

1．
Ⅰ．某課外活動(dòng)小組同學(xué)用圖一裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題．
（1）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕；
（2）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則總反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
Ⅱ．如圖二裝置，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，一段時(shí)間后，A、B中均有氣體包圍電極，現(xiàn)象如圖二．
（1）標(biāo)出電源的正、負(fù)極，a為負(fù)極．
（2）在濕的Na₂SO₄濾紙條中心的KMnO₄液滴，有什么現(xiàn)象紫色向D方向移動(dòng)，兩極有氣體產(chǎn)生．
（3）若電解一段時(shí)間，A、B中均有氣體包圍電極．此時(shí)切斷K₂、K₃，閉合K₁．電流表的指針偏轉(zhuǎn)，則此時(shí)A極電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，該裝置構(gòu)成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，正極上氧氣發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接時(shí)，兩極均有氣體產(chǎn)生，則Fe作陰極，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電、陰極上氫離子放電；
Ⅱ．電解KOH溶液時(shí)，陽(yáng)極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，且氧氣和氫氣體積之比為1：2，根據(jù)圖知，A中氣體是氧氣、B中氣體是氫氣，則A中電極為陽(yáng)極、B中電極為陰極；
（1）連接陽(yáng)極的電極是正極、連接陰極的電極是負(fù)極；
（2）高錳酸鉀溶液中高錳酸根離子呈紅色，電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)、陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；
（3）若A、B中均有氣體包圍電極，此時(shí)切斷K₂、K₃，閉合K₁，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明構(gòu)成原電池，有氫氣的電極是負(fù)極、有氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子．

解答 解：Ⅰ．（1）開(kāi)關(guān)K與a連接，為原電池，NaCl溶液為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：吸氧；
（2）K與b連接，為電解池，若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接時(shí)，兩極均有氣體產(chǎn)生，則Fe作陰極，石墨作陽(yáng)極，氯離子、氫離子放電，則N為電源負(fù)極，電解的總離子反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
Ⅱ、電解KOH溶液時(shí)，陽(yáng)極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，且氧氣和氫氣體積之比為1：2，根據(jù)圖知，A中氣體是氧氣、B中氣體是氫氣，則A中電極為陽(yáng)極、B中電極為陰極；
（1）連接陽(yáng)極的電極是正極、連接陰極的電極是負(fù)極，a連接陰極，則a是負(fù)極，
故答案為：負(fù)；
（2）高錳酸鉀溶液中高錳酸根離子呈紅色，電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)、陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，電解時(shí)，硫酸鈉溶液和鉑電極構(gòu)成電解池，C是陰極、D是陽(yáng)極，所以高錳酸根離子向陽(yáng)極D電極移動(dòng)，則看到的現(xiàn)象是紫色向D方向移動(dòng)，兩個(gè)電極有氣體生成，
故答案為：紫色向D方向移動(dòng)，兩極有氣體產(chǎn)生；
（3）若A、B中均有氣體包圍電極，此時(shí)切斷K₂、K₃，閉合K₁，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明構(gòu)成原電池，有氫氣的電極是負(fù)極、有氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理，明確離子放電順序，根據(jù)各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)來(lái)分析解答，把握電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)，為易錯(cuò)點(diǎn)，正確判斷正負(fù)極、陰陽(yáng)極是解本題關(guān)鍵，知道各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等．