Question

A、B为充满KOH溶液的两只试管．切断K₁，合闭K₂、K₃，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生．装置如图．回答下列问题：
（1）电源的a极为

 

极（填“正”或“负”）．
（2）在湿的Na₂SO₄滤纸条中心滴KMnO₄溶液，紫色向

 

（填“C”或“D”）方向移动．
（3）写出A中的电极反应式：

 

．
（4）若电解一段时间后，A和B中均有气体包围电极．此时切断K₂和K₃，闭合K₁，则电流表的指针移动，原因

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入一多孔的惰性电极．切断K₁，闭合K₂、K₃通直流电，为电解池装置，因为B试管中气体体积是A试管中的2倍，所以B中为H₂，A中为O₂，即B为阴极，A为阳极，所以b为正极，a为负极；电解时，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动；电解氢氧化钾溶液时，阳极发生氧化反应，电极方程式为4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑，切断K₂、K₃，合闭K₁，电解一段时间后，由A中的O₂，B中的H₂与KOH溶液形成H₂-O₂燃料电池．

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；
（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，
故答案为：D；
（3）A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↑，故答案为：4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑；
（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：组成氢氧燃料电池．

点评：该题综合考查原电池和电解池知识，是高考中的常见题型和重要的考点之一，属于中等难度的试题．试题综合性强，难易适中，贴近高考，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，也有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生学习效率．