Question

【題目】如圖所示，E為浸有Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。A、B均為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極。M、N為惰性電極。G為檢流計，K為開關(guān)。試管C、D和電解池中都充滿KOH溶液。若在濾紙E上滴一滴紫色的KMnO4溶液，斷開K，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。

（1）R為電源的__，S為電源的__。

（2）A極附近的溶液變?yōu)榧t色，B極的電極反應(yīng)式為__。

（3）濾紙上的紫色點移向__(填“A極”或“B極”)。

（4）當試管C、D中的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要是因為_，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式：__。

Answer 1

【答案】負極 正極 2H2O－4e-=4H＋＋O2↑ B極 氫氣和氧氣在堿性環(huán)境下發(fā)生原電池反應(yīng)，消耗了氫氣和氧氣 2H2＋4OH-－4e-=4H2O(負極)，O2＋2H2O＋4e-=4OH-(正極)

【解析】

（1）根據(jù)電極產(chǎn)物判斷電解池的陰陽極及電源的正負極；（2）根據(jù)電解池原理及實驗現(xiàn)象書寫電極反應(yīng)式；（3）根據(jù)電解池原理分析電解質(zhì)溶液中離子移動方向；（4）根據(jù)燃料電池原理分析解答。

（1）斷開K，通直流電，電極C、D及氫氧化鉀溶液構(gòu)成電解池，根據(jù)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，通過圖象知，C極上氣體體積是D極上氣體體積的2倍，所以C極上得氫氣，D極上得到氧氣，故R是負極，S是正極，故答案為：負極 ；正極；

（2）A極是陰極，電解高錳酸鉀時，在該極上放電的是氫離子，所以該極上堿性增強，酚酞顯紅色，B極是陽極，該極附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，故答案為：2H2O-4e-=4H++O2↑；

（3）浸有高錳酸鉀的濾紙和電極A、B與電源也構(gòu)成了電解池，因為R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極，電解質(zhì)溶液中的陰離子高錳酸根離子向陽極移動，紫色點移向B極，故答案為：B極；

（4）當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，構(gòu)成氫氧燃料電池，氫氣和氧氣在堿性環(huán)境下發(fā)生原電池反應(yīng)，消耗了氫氣和氧氣；在燃料電池中，燃料氫氣為負極，在堿性環(huán)境下的電極反應(yīng)式為：2H2+4OH--4e-=4H2O，C中的電極作負極，D中的電極作正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：氫氣和氧氣在堿性環(huán)境下發(fā)生原電池反應(yīng)，消耗了氫氣和氧氣；2H2＋4OH-－4e-=4H2O(負極)，O2＋2H2O＋4e-=4OH-(正極)。