Question

【題目】如圖1所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D為電解槽，其電極材料及電解質溶液如圖2所示．

（1）關閉K1，打開K2，通電后，B中的KMnO4紫紅色液滴向c端移動，則電源b端為__極，通電后，濾紙d端的電極反應式是__．

（2）已知C裝置中溶液的溶質為Cu（NO3）2和X（NO3）3，且均為0.1mol，打開K1，關閉K2，通電一段時間后，陰極析出固體質量m（g）與通過電子的物質的量n（mol）關系如圖所示，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是__．

（3）D裝置中溶液是H2SO4溶液，則電極C端從開始至一段時間后的實驗現象是__．

Answer 1

【答案】負2H++2e﹣=H2↑Cu2+＞H+＞X3+在C端開始時有無色無味氣體產生，一段時間后有紅色物質析出

【解析】

（1）關閉K1，打開K2，為電解飽和食鹽水裝置，通電后，B的KMnO4紫紅色液滴向c端移動，根據電解池工作原理可知陰離子向陽極移動判斷電源的正負極并書寫d端的電極反應式；（2）打開K1，關閉K2，則為電解C、D兩池，根據電解C的圖象可知，開始即析出固體，總共0.2mol電子通過時，析出固體質量達最大，證明此時析出的固體是銅，此后，繼續有電子通過，不再有固體析出，說明X3+不放電，H+放電，從而判斷離子氧化性；D裝置中溶液是H2SO4，電極C端與b負極相連即為陰極，開始氫離子得電子生成氫氣，后陽極的銅失電子生成銅離子進入陰極在陰極析出，據此分析可得結論。

（1）據題意B中的KMnO4紫紅色液滴向c端移動，說明高錳酸根離子向c端移動，可推出極c端為陽極，則與之相連的電源a端為正極，b端為負極，所以通電濾紙d端為陰極，電極反應式為2H++2e-=H2↑，故答案為：負；2H++2e-=H2↑；
（2）根據電解C的圖象可知，通電后就有固體生成，當通過電子為0.2mol時，析出固體質量達最大，證明此時析出的固體是銅．如果是X3+析出，電子數應該是0.3mol，則氧化能力為Cu2+＞X3+，當電子超過0.2mol時，固體質量沒變，說明這時陰極產生的是氫氣，即電解水，說明氧化能力H+＞X3+，故答案為Cu2+＞H+＞X3+；
（3）D裝置中溶液是H2SO4，電極C端與b負極相連即為陰極，開始為氫離子得電子生成氫氣，后陽極的銅失電子生成銅離子進入陰極在陰極析出，所以看到的現象為在C端開始時有無色無味氣體產生，一段時間后有紅色物質析出；故答案為：在C端開始時有無色無味氣體產生，一段時間后有紅色物質析出。