Question

【題目】現有一套電化學裝置，如圖所示，E 為沾有 Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞．A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極．M、N是用多微孔的 Ni 制成的電極材料，它在堿性溶液中可以視為惰性電極．G為電流計，K為開關．C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液．若在濾紙中央點上一滴紫色的 KMnO4溶液，斷開K，接通外電源一段時間后，C、D中有氣體產生．
（1）S為（填“正”或“負”）極．
（2）A極附近溶液的現象是 ， B 極附近發生的電極反應式為 ．
（3）濾紙上的紫色點向（填“A”或“B”）方移動．
（4）當 C、D里的氣體產生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，經過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，D中的電極為（填“正”或“負”）極，電極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）正
（2）溶液由無色逐漸變紅色；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑
（3）B
（4）正；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
【解析】解：（1）閉合K，通直流電，電極C、D及氫氧化鉀溶液構成電解池，根據離子的放電順序，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，所以B極是陽極，A極是陰極，所以答案是：正；（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，該極附近發生的電極反應式為：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，所以答案是：溶液由無色逐漸變紅色；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；（3）浸有高錳酸鉀的濾紙和電極A、B與電源也構成了電解池，因為R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極，電解質溶液中的陰離子高錳酸跟離子向陽極移動，所以B極呈紫色，所以答案是：B；（4）當C、D里的氣體產生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，構成氫氧燃料電池，在燃料電池中，燃料氫氣為負極，方程式為2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O； 氧氣作正極，方程式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ，
所以答案是：正；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ．