Question

如图1装置，A、B中的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，闭合K₂、K₃通直流电，回答下列问题：

（1）a为

负

极，
（2）在湿的Na₂SO₄滤纸条中心的KMnO₄液滴的现象为紫色向：

D

端移动．（填C或D）
（3）写出电极反应式：A极

4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑

，C极

4H⁺+4e^-═2H₂↑

．
（4）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，闭合K₁，则电流表的指针是否移动（填“是”或“否”）

是

，说明理由：

组成氢氧燃料电池

．

Answer 1

分析：（1）在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入一多孔的惰性电极．切断K₁，闭合K₂、K₃通直流电，为电解池装置，因为B试管中气体体积是A试管中的2倍，所以B中为H₂，A中为O₂，即B为阴极，A为阳极，所以b为正极，a为负极；
（2）C与电源负极相连，为阴极，D与电源正极相连，为阳极，电解池工作时，电解质溶液阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；
（3）由（1）分析结合离子放电顺序可知，A电极氢氧根离子放电生成氧气，C电极氢离子放电生成氢气；
（4）切断K₂、K₃，合闭K₁，电解一段时间后，由A中的O₂，B中的H₂与KOH溶液形成H₂-O₂燃料电池．

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，b是正极．
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；
故答案为：D；
（3）A极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；C极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为4H⁺+4e^-═2H₂↑，
故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；4H⁺+4e^-═2H₂↑；
（4）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，
故答案为：是；组成氢氧燃料电池．

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．