Question

某實驗的實驗裝置如圖所示，回答下列有關該實驗的問題．
（1）該實驗所用的石墨棒須經過預處理：先經高溫火焰灼燒到紅熱，再迅速浸入冷水中．這種預處理的目的是

使石墨棒表面變得粗糙，有利于吸附氣體

．
（2）要使發光二極管發亮，實驗時的操作順序是

關閉S₁，電解一段時間后，打開S₁，關閉S₂

．
（3）斷開S₁，閉合S2后的各電極的反應式

正極：O₂+2H₂O+4e-=4OH-
負極：2H₂-4e-=4H⁺

．

Answer 1

分析：（1）根據制得的石墨的結構判斷；
（2）根據原電池原理分析；
（3）根據原電池原理寫出電極反應式；

解答：解：（1）如果石墨棒表面光滑，生成的氣體在電極上無法保存，所以不能形成燃料電池，這樣處理的石墨表面變得粗糙，且具有吸附性，使生成的氣體在石墨棒上保存，為下一步實驗作基礎．
故答案為：使石墨棒表面變得粗糙，有利于吸附氣體．
（2）要使發光二極管發亮，必須有電流通過，當打開S₁、關閉S₂ 時，電極和電解質溶液之間不能形成原電池，所以無電流通過；
關閉S₁，該裝置形成電解池，電解一段時間后，陰極上有氫氣生成，陽極上有氧氣生成，且處理過的石墨棒有吸附性，所以兩極上存在氣體；
打開S₁，關閉S₂，兩電極上分別有氫氣、氧氣，所以該裝置形成燃料原電池，有電流通過二極管，所以二極管發亮．
故答案為：關閉S₁，電解一段時間后，打開S₁，關閉S₂．
（3）打開S₁，關閉S₂，兩電極上分別有氫氣、氧氣，所以該裝置形成燃料原電池，負極上氫氣失電子生成氫離子；正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子．
故答案為：
正極：O ₂+2H₂O+4e-=4OH-
負極：2H₂-4e-=4H⁺

點評：本題考查了原電池和電解池原理，解本題的難點是如何形成原電池產生電流使二極管發亮，同時考查學生分析問題、解決問題的能力．