Question

1．图中A、B为多孔惰性电极，C、D为夹在浸过Na₂SO₄溶液和酚酞的湿滤纸条的铂夹，a、b为电源两极．实验前，往两支试管中充满KOH溶液并倒立于盛有KOH溶液的水槽中．实验时，断开K₁，闭合K₂、K₃，通电一段时间，两支试管收集的气体体积如图所示．根据要求回答问题：

（1）电源的a极为负极（填“正”或“负”）；
（2）铂夹C上反应的电极反应式为4H⁺+4e=2H₂↑；
（3）装置通直流电时，下列判断不正确的是②
①电极A上发生氧化反应            ②电子沿a→C→D→b路径流动
③片刻后D点附近c（SO₄^2-）增大     ④片刻后可观察到滤纸C点变红色．

Answer 1

分析 A，B中充满KOH溶液，实验时，断开K₁，闭合K₂、K₃，惰性电极电解KOH溶液，实质就是电解水，所得产物为H₂和O₂，因为B试管中气体体积是A试管中的2倍，所以B中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为4H⁺+4e=2H₂↑，A中氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，即B为阴极，A为阳极，所以b为正极，a为负极，C为阴极，D为阳极，C极发生4H⁺+4e=2H₂↑，D极发生4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，以此解答该题．

解答 解：A，B中充满KOH溶液，实验时，断开K₁，闭合K₂、K₃，惰性电极电解KOH溶液，实质就是电解水，所得产物为H₂和O₂，因为B试管中气体体积是A试管中的2倍，所以B中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为4H⁺+4e=2H₂↑，A中氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，即B为阴极，A为阳极，所以b为正极，a为负极，C为阴极，D为阳极，C极发生4H⁺+4e=2H₂↑，D极发生4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，
（1）由以上分析可知，电源的a极为负极，故答案为：负；
（2）C连接电源的负极，为电解池的阴极，发生4H⁺+4e=2H₂↑，故答案为：4H⁺+4e=2H₂↑；
（3）①电极A连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，故正确；           
②电子不通过溶液，故错误；
③电解时阴离子向阳极移动，D为阳极，则片刻后D点附近c（SO₄^2-）增大，故正确；   
④C为阴极，发生4H⁺+4e=2H₂↑，促进水的电离，OH^-浓度增大，片刻后可观察到滤纸C点变红色，故正确．
故答案为：②．

点评 本题为电化学知识的综合应用，考查了原电池、电解池工作原理，注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级，进而判断出电源的正负极，注意正确书写电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序，题目难度中等．