Question

19．如图装置，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na₂SO₄滤纸条中心的铂夹；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，则：①标出电源的正、负极，a为负极，b为正极．
②在湿的Na₂SO₄溶液滤纸条中心的KMnO₄液滴，有什么现象紫色向D方向移动，两极有气体产生．
③写出电极反应式：
A中4OH^--4e=2H₂O+O₂↑．
B中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． 若电流表指针不移动说明理由，若指针移动也说明理由组成氢氧燃料电池．

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根据离子的放电顺序书写电极反应式；
④根据原电池的构成条件判断．

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；正；
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；
③A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↑；B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．