Question

【題目】如圖是用兩個石墨作電極，電解飽和Na2SO4溶液的裝置，U形管內的電解液中事先加有酚酞指示劑。回答下列問題：

(1)根據圖示中倒扣試管內的液面高度，判斷直流電源左端為______極，Na+通過陽離子交換膜移動的方向為______(填“左→右”或“右→左”)。

(2)電解過程中，有關電極附近溶液顏色變化中正確的是______(填序號)。

①A管溶液由無色變為紅色

②B管溶液由無色變為紅色

③A管溶液不變色

④B管溶液不變色

(3)寫出B管中發生的電極反應______。

(4)檢驗b管中氣體的方法及現象是______。

Answer 1

【答案】負 右→左 ①④ 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 用拇指按住試管口，取出試管，正立后移開拇指，將帶火星的木條伸入試管內，帶火星的木條復燃

【解析】

用兩個石墨作電極電解飽和Na2SO4溶液，實質是電解水，根據a、b倒扣試管內的液面高度可知，a試管收集的氣體是氫氣、b試管收集的氣體是氧氣，則A為陰極區、B為陽極區，陰極電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-、陽極電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，據此分析解答。

(1)用石墨電極電解飽和Na2SO4溶液實質是電解水，根據圖示中倒扣試管內的液面高度可知，a試管收集的氣體是氫氣、b試管收集的氣體是氧氣，則A為陰極區、B為陽極區，陽極與電源正極相接、陰極與電源負極相接，所以直流電源左端為負極，電解時，電解質溶液中陽離子通過陽離子交換膜移向陰極區A，即Na+通過陽離子交換膜的移動方向：右→左，故答案為：負；右→左；

(2)陰極的電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成的OH-使陰極區酚酞變紅，陽極的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成H+、陽極區酚酞不變色，即A管溶液由無色變為紅色、B管溶液不變色，故答案為：①④；

(3)該電解池中A為陰極區、B為陽極區，所以B管中發生的電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，故答案為：2H2O-4e-=O2↑+4H+；

(4)電解池中A為陰極區、B為陽極區，b管中氣體為氧氣，可用帶火星的木條檢驗，操作為：用拇指按住試管口，取出試管，正立后移開拇指，將帶火星的木條伸入試管內，帶火星的木條復燃，故答案為：用拇指按住試管口，取出試管，正立后移開拇指，將帶火星的木條伸入試管內，帶火星的木條復燃。