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(jì)，K為開關(guān)．C、D和電解槽中均盛滿濃KOH溶液．若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO₄溶液，K斷開，接通電源通電一段時(shí)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(yīng)式為

 

．
（3）濾紙上的紫色點(diǎn)移動(dòng)的方向是

 

．
（4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)一段時(shí)間，C、D氣體均逐漸減少，主要因?yàn)?div id="gmh7obm" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式：負(fù)極

 

；正極

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：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(yīng)式；
（3）根據(jù)電解池的工作原理判斷電解時(shí)溶液中離子的移動(dòng)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(yīng)式知，負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，根據(jù)電池反應(yīng)式確定溶液中硫酸濃度變化；根據(jù)負(fù)極上增加質(zhì)量與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算負(fù)極板增加的質(zhì)量．

解答： 解：（1）閉合K，通直流電，電極C、D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，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(fù)極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極．
故答案為：負(fù)；正；
（2）A極是陰極，電解高錳酸鉀時(shí)，在該極上放電的是氫離子，所以該極上堿性增強(qiáng)，酚酞顯紅色，B極是陽極，該極附近發(fā)生的電極反應(yīng)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(gòu)成了電解池，因?yàn)镽是負(fù)極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極，電解質(zhì)溶液中的陰離子高錳酸跟離子向陽極移動(dòng)，所以B極呈紫色，
故答案為：紫色向B方向移動(dòng)；
（4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，構(gòu)成氫氧燃料電池，在燃料電池中，燃料氫氣為負(fù)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(gòu)成燃料電池；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池、電解池工作原理，會(huì)根據(jù)電池反應(yīng)式及元素化合價(jià)變化書寫正負(fù)極電極反應(yīng)式，再結(jié)合各個(gè)物理量之間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，題目難度中等．