Question

1．
Ⅰ．某課外活動小組同學用圖一裝置進行實驗，試回答下列問題．
（1）若開始時開關K與a連接，則鐵發生的是電化學腐蝕中的吸氧腐蝕；
（2）若開始時開關K與b連接，則總反應的離子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
Ⅱ．如圖二裝置，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na₂SO₄濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極．若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切斷K₁，閉合K₂、K₃，通直流電，一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極，現象如圖二．
（1）標出電源的正、負極，a為負極．
（2）在濕的Na₂SO₄濾紙條中心的KMnO₄液滴，有什么現象紫色向D方向移動，兩極有氣體產生．
（3）若電解一段時間，A、B中均有氣體包圍電極．此時切斷K₂、K₃，閉合K₁．電流表的指針偏轉，則此時A極電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）若開始時開關K與a連接，該裝置構成原電池，發生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，正極上氧氣發生還原反應；
（2）若開始時開關K與b連接時，兩極均有氣體產生，則Fe作陰極，石墨作陽極，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電；
Ⅱ．電解KOH溶液時，陽極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，且氧氣和氫氣體積之比為1：2，根據圖知，A中氣體是氧氣、B中氣體是氫氣，則A中電極為陽極、B中電極為陰極；
（1）連接陽極的電極是正極、連接陰極的電極是負極；
（2）高錳酸鉀溶液中高錳酸根離子呈紅色，電解過程中，陽離子向陰極移動、陰離子向陽極移動；
（3）若A、B中均有氣體包圍電極，此時切斷K₂、K₃，閉合K₁，電流表的指針偏轉，說明構成原電池，有氫氣的電極是負極、有氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子．

解答 解：Ⅰ．（1）開關K與a連接，為原電池，NaCl溶液為中性，發生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：吸氧；
（2）K與b連接，為電解池，若開始時開關K與b連接時，兩極均有氣體產生，則Fe作陰極，石墨作陽極，氯離子、氫離子放電，則N為電源負極，電解的總離子反應為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
Ⅱ、電解KOH溶液時，陽極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，且氧氣和氫氣體積之比為1：2，根據圖知，A中氣體是氧氣、B中氣體是氫氣，則A中電極為陽極、B中電極為陰極；
（1）連接陽極的電極是正極、連接陰極的電極是負極，a連接陰極，則a是負極，
故答案為：負；
（2）高錳酸鉀溶液中高錳酸根離子呈紅色，電解過程中，陽離子向陰極移動、陰離子向陽極移動，電解時，硫酸鈉溶液和鉑電極構成電解池，C是陰極、D是陽極，所以高錳酸根離子向陽極D電極移動，則看到的現象是紫色向D方向移動，兩個電極有氣體生成，
故答案為：紫色向D方向移動，兩極有氣體產生；
（3）若A、B中均有氣體包圍電極，此時切斷K₂、K₃，閉合K₁，電流表的指針偏轉，說明構成原電池，有氫氣的電極是負極、有氧氣的電極是正極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4 OH^-．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，明確離子放電順序，根據各個電極上發生的反應來分析解答，把握電解質溶液的酸堿性確定生成的離子或物質，為易錯點，正確判斷正負極、陰陽極是解本題關鍵，知道各個電極上發生的反應，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．