Question

【題目】在如圖所示的實驗裝置中，E為一張用淀粉、碘化鉀和酚酞的混合溶液潤濕的濾紙，C、D為夾在濾紙兩端的鉑夾，X、Y分別為直流電源的兩極。在A、B中裝滿KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分別插入鉑電極。切斷電源開關S1，閉合開關S2，通直流電一段時間后，A、B現象如圖所示。請回答下列問題：

(1)電源負極為________（填“X”或“Y”）。

(2)在濾紙的D端附近，觀察到的現象是___________________。

(3)寫出電極反應式：B中______________，C中_________________。

(4)若電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷開關S2，閉合開關S1。若電流計指針偏轉，寫出有關的電極反應式（若指針“不偏轉”，此題不必回答）：

A極_____________________，B極_______________________。

Answer 1

【答案】Y 溶液顯紅色 4OH--4e-=2H2O＋O2↑ 2I--2e-=I2↑ 2H2＋4OH--4e-=4H2O 2H2O＋O2＋4e-=4OH-

【解析】

(1)根據A、B兩電極得到的氣體體積判斷電極名稱，從而確定電源X、Y電極名稱；
(2)D電極是陰極，溶液中的H+放電，電極反應式是4H++4e-═2H2↑，促進水的電離生成OH-，據此解答；
(3)通直流電，電極A、B及氫氧化鉀溶液構成電解池，根據離子的放電順序，溶液中氫離子、氫氧根離子放電，分別生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2：1，所以A極上得氫氣，B極上得到氧氣；C，D為電解池，C與電源正極相連，為陽極，I-放電生成I2，據此解答；
(4)如果切斷S2，閉合S1，則可由A中的H2，B中的O2與KOH溶液形成H2-O2燃料電池，氫氣一極是負極，氧氣一極是正極，結合守恒思想寫出電極反應式；

(1)A、B中充滿KOH溶液，切斷電源開關S1，閉合開關S2，惰性電極電解KOH溶液，實質就是電解水，所得產物為H2和O2，因為A試管中氣體體積是B試管中的2倍，所以A中氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為4H++4e=2H2↑，B中氫氧根離子失電子生成氧氣和水，電極反應式為4OH--4e=2H2O+O2↑，即A為陰極，B為陽極，所以X為正極，Y為負極；
故答案為：Y；
(2)C，D為夾在濾紙兩端的鉑夾，為電解池，C與電源正極相連，為陽極，D與電源負極相連，為陰極，電極反應為4H++4e-═2H2↑，促進水的電離生成OH-，堿遇酚酞變紅；
故答案為：溶液顯紅色；
(3)惰性電極電解KOH溶液，實質就是電解水，A中為H2，B中為O2，即A為陰極，B為陽極、發生反應4OH--4e-═2H2O+O2↑，C，D為夾在濾紙兩端的鉑夾，與電源也構成了電解池，C與電源正極相連，為陽極發生反應2I--2e-═I2；
故答案為：4OH--4e-═2H2O+O2↑；2I--2e-═I2；
(4)如果切斷S2，閉合S1，則可由A中的H2，B中的O2與KOH溶液形成H2-O2燃料電池，在原電池中氫氣一極是負極，電極反應式分2H2＋4OH--4e-=4H2O，氧氣一極是正極，電極反應式分2H2O＋O2＋4e-=4OH-；
故答案為：2H2＋4OH--4e-=4H2O；2H2O＋O2＋4e-=4OH-。