Question

10．如图所示，E为沾有Na₂SO₄溶液的滤纸，并加入几滴酚酞．A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极．M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极．G为电流计，K为开关．C、D和电解池中都充满浓KOH溶液．若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO₄溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生．
（1）外电源的正、负极分别是R负极S为正极．
（2）A附近溶液的现象是溶液变红，B附近发生的电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动紫色向B方向移动．
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为氢气和氧气构成燃料电池，有关的反应式为负极：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-_．

Answer 1

分析 （1）根据C、D两电极得到的气体体积判断电极名称，从而确定电源R、S电极名称；
（2）先判断A、B 的电极名称，根据电解池的工作原理来书写电极反应式；
（3）根据电解池的工作原理判断电解时溶液中离子的移动方向；
（4）根据原电池中燃料电池的工作原理和规律来回答；

解答 解：（1）闭合K，通直流电，电极C、D及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2：1，通过图象知，C极上气体体积是D极上气体体积的2倍，所以C极上得氢气，D极上得到氧气，故R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极．
故答案为：负极；正极；
（2）A极是阴极，电解高锰酸钾时，在该极上放电的是氢离子，所以该极上碱性增强，酚酞显红色，B极是阳极，该极附近发生的电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：溶液变红；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、B与电源也构成了电解池，因为R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极，电解质溶液中的阴离子高锰酸跟离子向阳极移动，所以B极呈紫色，
故答案为：紫色向B方向移动；
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，构成氢氧燃料电池，在燃料电池中，燃料氢气为负极，方程式为2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；
氧气作正极，方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案为：氢气和氧气构成燃料电池；负极：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

点评 本题考查了原电池、电解池工作原理，会根据电池反应式及元素化合价变化书写正负极电极反应式，再结合各个物理量之间的关系式进行计算，题目难度中等．