Question

在如图所示装置中，试管A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为两个铂夹夹在被Na₂SO₄溶液浸湿的滤纸条上．滤纸条的中部滴有KMnO₄液滴；电源有a、b两极．在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．
（1）写出B中电极反应式

 

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（2）在湿的硫酸钠溶液滤纸条中部的高锰酸钾液滴处发生的现象是

 

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（3）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

 

（填．是”或．否”）移动，其理由是

 

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（4）在298K，若2g B 气体和0.5mol的A 气体完全反应，生成物为液态，放出285?8kJ热量，写出此反应的热化学方程式：

 

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Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：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．若在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，AB、CD处是电解原理的应用，依据AB中气体体积变化分析，电解的是水，A端产生氧气，电解池的阳极，B端是氢气，为电解池的阴极，则a为电源的负极，b为电源正极；
（1）根据原电池的工作原理书写电极反应式；
（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）若电解一段时间，A、B中均有气体包围电极．此时切断K₂、K₃，闭合K₁，电流表的指针偏转，说明AB中形成的氢氧燃料电池，依据原电池原理分析判断；
（4）根据热化学方程式的意义以及书写来回答．

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，在阴极上产生的是氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（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：紫色向D方向移动；
（3）若电解一段时间，A、B中均有气体包围电极切断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；形成了氢氧燃料电池；
（4）在298K，若2g氢气燃烧生成液态水时放出285.8KJ的热量，则2mol氢气燃烧生成液态水放热571.6KJ，反应的热化学方程式为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△=-571.6KJ/mol，故答案为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△=-571.6kJ/mol．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，能正确判断原电池和电解池是解本题关键，知道各个电极上发生的反应，题目难度中等．