Question

19．制备KMnO₄的最佳方法是电解法，实验室以镍片（不参与反应）和铁丝作电极，电解K₂MnO₄的水溶液（绿色）制备KMnO₄，装置如图：
①A应与直流电源的负极相连接，铁丝电极的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑；
②电解过程中观察到的明显实验现象为阴极上有气泡生成，阳极附近溶液由绿色变为紫色（答两条即可）．
③电解的总反应的离子方程式为2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2MnO₄^-+2OH^-+H₂↑．电解一段时间后，溶液的pH变大（“减小”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 电解总反应为2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑，铁丝作阴极，阴极上氢离子得电子，阴极的电极方程式2H⁺+2e^-=H₂↑，镍片为阳极，阳极反应为MnO₄^2--e^-═MnO₄^-，据此分析解答．

解答 解：①根据电解总反应为2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑可知，铁没有参与反应，所以铁丝为阴极，则A应与直流电源的负极相连，阴极的电极方程式2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：负；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②电解过程中，阴极上生成氢气，阳极上MnO₄^2-失电子生成MnO₄^-，则阳极附近溶液由绿色变为紫色；
故答案为：阴极上有气泡生成，阳极附近溶液由绿色变为紫色；
③电解总反应为2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑，其离子方程式为：2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2MnO₄^-+2OH^-+H₂↑，电解时生成氢氧根离子，所以溶液的碱性增强，pH变大；
故答案为：2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2MnO₄^-+2OH^-+H₂↑；变大．

点评 本题主要考查电解池原理的应用，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写，题目难度中等．