Question

如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO₄溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。

(1)关闭K₁,打开K₂,通电后,B的KMnO₄紫红色液滴向c端移动,则电源b端为        极，通电一段时间后,滤纸d端的电极反应式是                     。

(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO₃)₂和X(NO₃)₃,且均为0.1 mol,打开K₁,关闭K₂,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,则Cu²⁺、X³⁺、H⁺氧化能力由大到小的顺序是                 。

(3)D装置中溶液是H₂SO₄溶液,则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是           。

Answer

(1)负极，2H+ + 2e-‑ = H2

(2)Cu2+ >H+ >X3+

(3)产生无色气体，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出

【解析】

试题分析：(1)据题意B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，说明高锰酸根离子向c端移动，可推出极c端为阳极，则与之相连的电源a端为正极，b端为负极，所以通电滤纸d端为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：负；2H++2e-=H2↑；

(2)根据电解C的图象可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜．如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol，则氧化能力为Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明这是阴极产生的是氢气，即电解水，说明氧化能力H+＞X3+，故氧化能力为Cu2+＞H+＞X3+；故答案为：Cu2+＞H+＞X3+；

(3)D装置中溶液是H2SO4，电极C端与b负极相连即为阴极，开始为氢离子得电子生成氢气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入溶液，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质在阴极析出，所以看到的现象为在C端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出；故答案为：在C端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出。

【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理

【名师点晴】本题综合考查电解原理以及根据图象获取信息、运用知识综合分析能力，根据KMnO4紫红色液滴向c端移动判断电源的正负极为解答该题的关键。打开K1，关闭K2，则为电解C、D两池，根据电解C的图象可知，开始即析出固体，总共0.2mol电子通过时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜，此后，继续有电子通过，不再有固体析出，说明X3+不放电，H+放电，从而判断离子氧化性；D装置中溶液是H2SO4，电极C端与b负极相连即为阴极，开始氢离子得电子生成氢气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入阴极在阴极析出。注意电极方程式的判断，为易错点。