Question

如圖裝置，E為蘸有Na₂SO₄溶液的濾紙，并加幾滴酚酞．A、B分別為鉑片，壓在濾紙兩端．R、S為電源的電極．M、N是用多微孔的鎳棒作的電極材料，它在堿溶液中可視為惰性電極．G為電流計，K為開關．C、D和電解槽中均盛滿濃KOH溶液．若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO₄溶液，K斷開，接通電源通電一段時間后，C、D中均有氣體產(chǎn)生．
（1）外電源中，R為

 

極，S為

 

極．
（2）A附近溶液的現(xiàn)象是

 

，B片附近發(fā)生的電極反應式為

 

．
（3）濾紙上的紫色點移動的方向是

 

．
（4）當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，經(jīng)一段時間，C、D氣體均逐漸減少，主要因為

 

．寫出有關的電極反應式：負極

 

；正極

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）根據(jù)C、D兩電極得到的氣體體積判斷電極名稱，從而確定電源R、S電極名稱；
（2）先判斷A、B 的電極名稱，根據(jù)電解池的工作原理來書寫電極反應式；
（3）根據(jù)電解池的工作原理判斷電解時溶液中離子的移動方向；
（4）根據(jù)原電池中燃料電池的工作原理和規(guī)律來回答；
（2）根據(jù)電池反應式知，負極電解反應：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，根據(jù)電池反應式確定溶液中硫酸濃度變化；根據(jù)負極上增加質量與轉移電子之間的關系式計算負極板增加的質量．

解答： 解：（1）閉合K，通直流電，電極C、D及氫氧化鉀溶液構成電解池，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，C極上氣體體積是D極上氣體體積的2倍，所以C極上得氫氣，D極上得到氧氣，故R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極．
故答案為：負；正；
（2）A極是陰極，電解高錳酸鉀時，在該極上放電的是氫離子，所以該極上堿性增強，酚酞顯紅色，B極是陽極，該極附近發(fā)生的電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：溶液變紅；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）浸有高錳酸鉀的濾紙和電極A、B與電源也構成了電解池，因為R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極，電解質溶液中的陰離子高錳酸跟離子向陽極移動，所以B極呈紫色，
故答案為：紫色向B方向移動；
（4）當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，構成氫氧燃料電池，在燃料電池中，燃料氫氣為負極，方程式為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；
氧氣作正極，方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：氫氣和氧氣構成燃料電池；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

點評：本題考查了原電池、電解池工作原理，會根據(jù)電池反應式及元素化合價變化書寫正負極電極反應式，再結合各個物理量之間的關系式進行計算，題目難度中等．