Question

1．
Ⅰ．某课外活动小组同学用图一装置进行实验，试回答下列问题．
（1）若开始时开关K与a连接，则铁发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；
（2）若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
Ⅱ．如图二装置，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，一段时间后，A、B中均有气体包围电极，现象如图二．
（1）标出电源的正、负极，a为负极．
（2）在湿的Na₂SO₄滤纸条中心的KMnO₄液滴，有什么现象紫色向D方向移动，两极有气体产生．
（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，则此时A极电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）若开始时开关K与a连接，该装置构成原电池，发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，正极上氧气发生还原反应；
（2）若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电；
Ⅱ．电解KOH溶液时，阳极上生成氧气、阴极上生成氢气，且氧气和氢气体积之比为1：2，根据图知，A中气体是氧气、B中气体是氢气，则A中电极为阳极、B中电极为阴极；
（1）连接阳极的电极是正极、连接阴极的电极是负极；
（2）高锰酸钾溶液中高锰酸根离子呈红色，电解过程中，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动；
（3）若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，说明构成原电池，有氢气的电极是负极、有氧气的电极是正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．

解答 解：Ⅰ．（1）开关K与a连接，为原电池，NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：吸氧；
（2）K与b连接，为电解池，若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，氯离子、氢离子放电，则N为电源负极，电解的总离子反应为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
Ⅱ、电解KOH溶液时，阳极上生成氧气、阴极上生成氢气，且氧气和氢气体积之比为1：2，根据图知，A中气体是氧气、B中气体是氢气，则A中电极为阳极、B中电极为阴极；
（1）连接阳极的电极是正极、连接阴极的电极是负极，a连接阴极，则a是负极，
故答案为：负；
（2）高锰酸钾溶液中高锰酸根离子呈红色，电解过程中，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，电解时，硫酸钠溶液和铂电极构成电解池，C是阴极、D是阳极，所以高锰酸根离子向阳极D电极移动，则看到的现象是紫色向D方向移动，两个电极有气体生成，
故答案为：紫色向D方向移动，两极有气体产生；
（3）若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，说明构成原电池，有氢气的电极是负极、有氧气的电极是正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序，根据各个电极上发生的反应来分析解答，把握电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质，为易错点，正确判断正负极、阴阳极是解本题关键，知道各个电极上发生的反应，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．