Question

如圖所示：甲、乙為相互串聯的兩電解池．試回答：
（1）乙池中Fe極電極反應式為

2H⁺+2e^-═H₂↑

，若在乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈

紅

色．
（2）甲池若為用電解原理精煉銅（假設粗銅的組成是均勻的，且比其活潑和不活潑的成分均存在）的裝置，則A電極材料為

精銅

，電極反應式為

Cu²⁺+2e^-═Cu

，電解質溶液可以是

CuSO₄

；通電一段時間后，A極增重12.8g，則甲池溶液原溶質的濃度

減小

（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”），乙池C（石墨）極放出氣體在標準狀況下的體積為

4.48

 L，此時乙池剩余溶液的體積為400mL，則溶液的c（OH^-）

1mol/L

．若要使乙池溶液恢復到電解前的狀態，可向溶液中加入

HCl

（填寫物質的化學式）

14.6

g．

Answer 1

分析：（1）依據電源分析，乙池中和電源正極連接的C電極為陽極，Fe為陰極，溶液中的氫離子得到電子發生還原反應生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，A為陰極，B為陽極；
（2）依據電解精煉原理分析判斷，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液；依據電極反應電子守恒計算放出氣體體積和離子濃度，電解后溶液恢復濃度依據電解質溶液中出什么加什么的原則，依據電解化學方程式計算得到需要加入的物質質量；

解答：解：（1）裝置圖分析可知乙池中和電源正極連接的C電極為陽極，Fe為陰極，溶液中的氫離子得到電子發生還原反應生成氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑；溶液中氫氧根離子濃度增大，酚酞變紅；
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑，紅色；
（2）甲池若為用電解原理精煉銅，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液；甲池中A為陰極，B為陽極；所以A電極材料為精銅，電極反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu，B電極為粗銅，Cu-2e^-═Cu²⁺，電解質溶液為硫酸銅溶液，通電一段時間后，甲池中陽極上粗銅中的鐵、鋅、鎳等金屬失電子，溶液中銅離子得到電子析出銅，所以溶液原溶質的濃度減��；
A極增重12.8g為銅，物質的量=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，轉移電子物質的量為0.4mol；
乙池中C電極為陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，陽極電極反應為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極電極反應：2H⁺+2e^-═H₂↑；
電池反應為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑依據電子守恒，生成氯氣物質的量0.2mol，反應的氫離子物質的量為0.4mol；
標準狀況下體積=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
依據氫離子減少和氫氧根離子增多相同，溶液中氫氧根離子濃度=

0.4mol

0.4L

=1mol/L；
依據電解池中的化學方程式可知恢復電解前溶液濃度需要通入氯化氫氣體，化學方程式分析可知，生成氯氣0.2mol，氫氣為0.2mol；
需要氯化氫物質的量為0.4mol，質量=0.4mol×36.5g/mol=14.6g；
故答案為：精銅，Cu²⁺+2e^-═Cu，CuSO₄，減小，4.48，1mol/L，HCl，14.6；

點評：本題考查了電解原理的分析應用，主要是電極反應，電極名稱和電極計算的分析應用，電極原理的應用是解題關鍵，題目難度中等．