Question

17．如圖所示，A、B中電極為多孔惰性電極；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，通電一段時(shí)間后，狀態(tài)如圖所示，則：
（提示：注意觀察試管中的氣體體積比）
（1）電源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)．
（3）A極的電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（4）一段時(shí)間后，KOH溶液pH值增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
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)，則此時(shí)A極電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 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，電解過程中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)、陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；
（3）A電極上氫氧根離子放電生成氧氣；
（4）電解KOH溶液時(shí)，實(shí)際上是電解水，KOH不參加反應(yīng)，所以KOH的物質(zhì)的量不變，水的量減少，導(dǎo)致KOH濃度增大；
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：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)，故答案為：紫色向D方向移動(dòng)；
（3）A電極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）電解KOH溶液時(shí)，實(shí)際上是電解水，KOH不參加反應(yīng)，所以KOH的物質(zhì)的量不變，水的量減少，導(dǎo)致KOH濃度增大，所以溶液的pH增大；
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：增大；O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點(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)式的書寫，題目難度不大．