Question

19．如图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na₂SO₄滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极．若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中．切断K₁，合闭K₂、K₃通直流电，回答下列问题：

（1）判断电源的两极，a为负极．
（2）在湿的Na₂SO₄溶液滤纸条中心的KMnO₄液滴，过一段时间，现象为紫色向D方向移动，两极有气体产生．
（3）若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此时切断K₂、K₃，合闭K₁，则电流表的指针是（填是或否）偏转；若偏转，则此时A极电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根据A、B两电极得到的气体体积判断电极名称，从而确定电源a、b电极名称；
（2）先判断C、D 的电极名称，判断电解时溶液中离子的移动方向；
（3）切断K₂、K₃，合闭K₁，电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此装置构成氢氧燃料原电池；A极上氧气得电子．

解答 解：（1）切断K₁，合闭K₂、K₃通直流电，电极A、B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，B极上气体体积是A极上气体体积的2倍，所以B极上得氢气，A极上得到氧气，所以B极是阴极，A极是阳极，故a是负极；
故答案为：负；
（2）浸有硫酸钠的滤纸和电极C、D与电源也构成了电解池，因为a是负极，b是正极，所以C是阴极，D是阳极，电解质溶液中的阳离子钾离子向阴极移动，阴离子高锰酸根离子向阳极移动，所以D极呈紫色；电解质溶液中氢离子和氢氧根离子放电，所以在两极上都得到气体．
故答案为：紫色向D方向移动，两极有气体产生；
（3）切断K₂、K₃，合闭K₁，电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此装置构成氢氧燃料原电池，所以有电流通过，电流表的指针移动；B极上氢气失电子生成水，A极上氧气得电子生成氢氧根离子，则电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
故答案为：是；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查了原电池、电解池工作原理，写电极反应式要注意结合电解质溶液书写，如果电解质溶液不同，虽然原料相同，电极反应式也不同，如氢氧燃料电池，当电解质为酸或碱，电极反应式就不同，题目难度中等．