Question

19．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A、B中充滿(mǎn)KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中．切斷K₁，合閉K₂、K₃通直流電，回答下列問(wèn)題：

（1）判斷電源的兩極，a為負(fù)極．
（2）在濕的Na₂SO₄溶液濾紙條中心的KMnO₄液滴，過(guò)一段時(shí)間，現(xiàn)象為紫色向D方向移動(dòng)，兩極有氣體產(chǎn)生．
（3）若電解一段時(shí)間后，A、B中均有氣體包圍電極．此時(shí)切斷K₂、K₃，合閉K₁，則電流表的指針是（填是或否）偏轉(zhuǎn)；若偏轉(zhuǎn)，則此時(shí)A極電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A、B兩電極得到的氣體體積判斷電極名稱(chēng)，從而確定電源a、b電極名稱(chēng)；
（2）先判斷C、D 的電極名稱(chēng)，判斷電解時(shí)溶液中離子的移動(dòng)方向；
（3）切斷K₂、K₃，合閉K₁，電解一段時(shí)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；A極上氧氣得電子．

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(guò)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(yáng)極，故a是負(fù)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?yàn)閍是負(fù)極，b是正極，所以C是陰極，D是陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子鉀離子向陰極移動(dòng)，陰離子高錳酸根離子向陽(yáng)極移動(dòng)，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．
故答案為：紫色向D方向移動(dòng)，兩極有氣體產(chǎn)生；
（3）切斷K₂、K₃，合閉K₁，電解一段時(shí)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(guò)，電流表的指針移動(dòng)；B極上氫氣失電子生成水，A極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
故答案為：是；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池、電解池工作原理，寫(xiě)電極反應(yīng)式要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液書(shū)寫(xiě)，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．