Question

如图，E为沾有Na₂SO₄溶液的滤纸，并加入几滴酚酞．A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极．M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极．G为电流计，K为开关．C、D和电解池中都充满浓KOH溶液．若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO₄溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生．
（1）R为______（填“正”或“负”）极．
（2）A附近溶液的现象是______，B附近发生的电极反应式为______．
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动______（填A或B）．
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为______（填“正”或“负”）极，电极反应式为______．

Answer

（1）根据C、D两电极得到的气体体积判断电极名称，从而确定电源R、S电极名称；
（2）先判断A、B 的电极名称，根据电解池的工作原理来书写电极反应式；
（3）根据电解池的工作原理判断电解时溶液中离子的移动方向；
（4）根据原电池中燃料电池的工作原理和规律来回答．
【解析】
（1）闭合K，通直流电，电极C、D及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2：1，通过图象知，C极上气体体积是D极上气体体积的2倍，所以C极上得氢气，D极上得到氧气，故R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极．
故答案为：负；
（2）A极是阴极，电解高锰酸钾时，在该极上放电的是氢离子，所以该极上碱性增强，酚酞显红色，B极是阳极，该极附近发生的电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：溶液变红；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、B与电源也构成了电解池，因为R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极，电解质溶液中的阴离子高锰酸跟离子向阳极移动，所以B极呈紫色，故答案为：紫色向B方向移动；
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，构成氢氧燃料电池，在燃料电池中，燃料氢气为负极，在碱性环境下的电极反应式为：2H2+4OH--4e-=4H2O，C中的电极作负极，氧气作正极，故答案为：负；2H2+4OH--4e-=4H2O．