Question

【題目】如圖1所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D為電解槽，其電極材料及電解質(zhì)溶液如圖2所示．

（1）關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，通電后，B中的KMnO4紫紅色液滴向c端移動(dòng)，則電源b端為__極，通電后，濾紙d端的電極反應(yīng)式是__．

（2）已知C裝置中溶液的溶質(zhì)為Cu（NO3）2和X（NO3）3，且均為0.1mol，打開(kāi)K1，關(guān)閉K2，通電一段時(shí)間后，陰極析出固體質(zhì)量m（g）與通過(guò)電子的物質(zhì)的量n（mol）關(guān)系如圖所示，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是__．

（3）D裝置中溶液是H2SO4溶液，則電極C端從開(kāi)始至一段時(shí)間后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__．

Answer 1

【答案】負(fù)2H++2e﹣=H2↑Cu2+＞H+＞X3+在C端開(kāi)始時(shí)有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出

【解析】

（1）關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，為電解飽和食鹽水裝置，通電后，B的KMnO4紫紅色液滴向c端移動(dòng)，根據(jù)電解池工作原理可知陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)判斷電源的正負(fù)極并書(shū)寫(xiě)d端的電極反應(yīng)式；（2）打開(kāi)K1，關(guān)閉K2，則為電解C、D兩池，根據(jù)電解C的圖象可知，開(kāi)始即析出固體，總共0.2mol電子通過(guò)時(shí)，析出固體質(zhì)量達(dá)最大，證明此時(shí)析出的固體是銅，此后，繼續(xù)有電子通過(guò)，不再有固體析出，說(shuō)明X3+不放電，H+放電，從而判斷離子氧化性；D裝置中溶液是H2SO4，電極C端與b負(fù)極相連即為陰極，開(kāi)始?xì)潆x子得電子生成氫氣，后陽(yáng)極的銅失電子生成銅離子進(jìn)入陰極在陰極析出，據(jù)此分析可得結(jié)論。

（1）據(jù)題意B中的KMnO4紫紅色液滴向c端移動(dòng)，說(shuō)明高錳酸根離子向c端移動(dòng)，可推出極c端為陽(yáng)極，則與之相連的電源a端為正極，b端為負(fù)極，所以通電濾紙d端為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，故答案為：負(fù)；2H++2e-=H2↑；
（2）根據(jù)電解C的圖象可知，通電后就有固體生成，當(dāng)通過(guò)電子為0.2mol時(shí)，析出固體質(zhì)量達(dá)最大，證明此時(shí)析出的固體是銅．如果是X3+析出，電子數(shù)應(yīng)該是0.3mol，則氧化能力為Cu2+＞X3+，當(dāng)電子超過(guò)0.2mol時(shí)，固體質(zhì)量沒(méi)變，說(shuō)明這時(shí)陰極產(chǎn)生的是氫氣，即電解水，說(shuō)明氧化能力H+＞X3+，故答案為Cu2+＞H+＞X3+；
（3）D裝置中溶液是H2SO4，電極C端與b負(fù)極相連即為陰極，開(kāi)始為氫離子得電子生成氫氣，后陽(yáng)極的銅失電子生成銅離子進(jìn)入陰極在陰極析出，所以看到的現(xiàn)象為在C端開(kāi)始時(shí)有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出；故答案為：在C端開(kāi)始時(shí)有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后有紅色物質(zhì)析出。