Question

如图装置中，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na₂SO₄滤纸条上的铂夹，a、b为电源两极.在A、B中充满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中.切断K1，闭合K2、K3，通直流电，电解一段时间后A、B中产生体积不相等的无色气体，如图所示.

(1)试管B中收集的气体是         （填化学式）电源的a极为　　　　(填“正极”或“负极”).
（2）写出铂夹C上发生的电极反应式：                                           
（3）写出A中电极反应式：                                              .
(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，电流表的指针发生偏转，此时B极的电极反应式为                                　.

Answer 1

（1）H₂ 负极 
（2）2H⁺ + 2e^- = H₂↑ 
（3）4OH^- - 4e^- = O₂↑+2H₂O 
(4)H₂+2OH^- -2e^- = 2H₂O

解析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：B极上得氢气，负；
⑵C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： 4H^＋+4e=2H₂↑；
⑶A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↑；
⑷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．此时B极为负极，电极反应式为H₂+2OH^- -2e^- = 2H₂O
故答案为：H₂+2OH^- -2e^- = 2H₂O