Question

【題目】如圖為相互串聯的甲、乙兩電解池，其中甲池為電解精煉銅的裝置。

試回答下列問題：

（1）A是________極，材料是________，電極反應為_____________，B是________極，材料是________，主要電極反應為_________________，電解質溶液為________。

（2）乙池中若滴入少量酚酞溶液，電解一段時間后Fe極附近溶液呈________色。

（3）常溫下，若甲池中陰極增重12.8 g，則乙池中陽極放出的氣體在標準狀況下的體積為________。若此時乙池剩余液體為400 mL，則電解后得到堿液的物質的量濃度為________，pH為________。

Answer 1

【答案】陰 純銅 Cu2＋＋2e－===Cu 陽 粗銅 Cu－2e－===Cu2＋ CuSO4溶液(其他合理答案也可) 紅 4.48 L 1.0 mol/L 14

【解析】

(1)依據電解精煉銅的原理是粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液進行電解反應，據此分析解答；

(2)依據裝置圖，與電源正極相連的石墨電極為電解池的陽極，與電源負極連的Fe為陰極，據此分析解答；

(3)依據電極反應和電子守恒計算甲池和乙池中電極產物的物質的量，乙池中依據氫離子和氫氧根離子守恒，水的離子積常數計算得到c(OH-)和pH。

(1)電解精煉銅的原理為：粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液(如CuSO4溶液)進行電解反應，在陰極是溶液中銅離子得到電子生成銅，電極反應是Cu2++2e-═Cu，在陽極上Cu失去電子生成銅離子，電極反應是Cu-2e-═Cu2+，故答案為：陰；精銅(或純銅)； Cu2++2e-=Cu；陽；粗銅；Cu-2e-═Cu2+；CuSO4溶液；

(2)依據裝置圖分析可知，與電源正極相連的石墨電極為電解池的陽極，與電源負極連接的鐵電極是陰極，Fe電極上是溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為2H++2e-═H2↑，破壞水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，鐵電極附近滴入少量酚酞溶液，溶液變紅色，故答案為：紅；

③甲池中A為電解池的陰極，電極反應為Cu2++2e-═Cu，12.8g銅的物質的量為0.2mol，增重12.8 g銅轉移0.4mol電子；乙池C(石墨)極為電解池的陽極，電極反應為：2Cl--2e-═Cl2↑，依據得失電子守恒，生成氯氣0.2mol，放出的氯氣在標況下的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，Fe電極電解反應為：2H++2e-═H2↑，消耗氫離子物質的量0.4mol，依據水的電離氫離子和氫氧根離子守恒得到，生成氫氧根離子的c(OH-)==1mol/L，溶液pH=14，故答案為：4.48L；1mol/L；14。