Question

【題目】電解原理在化學工業中有廣泛應用。

I．右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請完成以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：

①在X極附近觀察到的現象是_________________；

②電解一段時間后，該反應總離子方程式_______________________________；若用該溶液將陽極產物全部吸收，反應的離子方程式__________________________。

（2）若用該裝置電解精煉銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：X電極的材料是____________，電解一段時間后，CuSO4溶液濃度_________（填“增大”、減小”或“不變”）。

（3）若X、Y都是惰性電極，a是溶質為Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均為0.1 mol的混合溶液，通電一段時間后，陰極析出固體質量m(g)與通過電子的物質的量n(mol)關系如圖所示，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是_____。

II．右圖為模擬工業離子交換膜法電解飽和食鹽水制備燒堿的工作原理。

下列說法正確的是____。

A．從E口逸出的氣體是Cl2

B．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導電性

C．標準狀況下每生成22.4 L Cl2，便產生2 mol NaOH

D．電解一段時間后加適量鹽酸可以恢復到電解前的濃度

Answer 1

【答案】 放出氣體，溶液變紅 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ Cl2＋2OH－= Cl－＋ClO－＋H2O 純銅 減小 Cu2+>H+>X3+ BC

【解析】試題分析：本題考查電解的原理和電解原理的應用，離子放電順序的判斷和電化學的計算。

I. X與外加電源的負極相連，X為陰極，Y為陽極。

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液。①X電極的電極反應式為2H++2e-=H2↑，X電極附近水的電離平衡（H2OH++OH-）正向移動，H+繼續放電，溶液中c（OH-）c（H+），溶液呈堿性，遇酚酞變紅色，X極附近觀察到的現象是放出氣體，溶液變紅。②Y電極的電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，電解一段時間后，該反應總離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；若用該溶液將陽極產物全部吸收，NaOH與Cl2反應的離子方程式為Cl2＋2OH－= Cl－＋ClO－＋H2O。

（2）電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，X的電極材料為純銅。陽極（Y電極）的電極反應為：比Cu活潑的金屬發生氧化反應和Cu-2e-=Cu2+，陰極（X電極）電極反應式為Cu2++2e-=Cu，根據電子守恒和原子守恒，電解一段時間后CuSO4溶液濃度減小。

（3）由圖像知開始通過0.2mol電子析出固體的質量達到最大值，結合陽離子物質的量都為0.1mol，則Cu2+優先在陰極放電，Cu2+的氧化能力最強，繼續通電，陰極不再有固體析出，接著H+放電，X3+不放電，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是Cu2+H+X3+。

II.根據Na+的流向可以判斷裝置左邊電極為陽極，右邊電極為陰極。A項，右邊電極的電極反應為2H++2e-=H2↑，E口逸出的氣體是H2，錯誤；B項，裝置圖中的陰極室產生NaOH，從B口加入含少量NaOH的水溶液，增大溶液中離子的濃度，增強導電性，正確；C項，n（Cl2）=22.4L22.4L/mol=1mol，根據電解方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，生成NaOH物質的量為2mol，正確；D項，根據元素守恒，電解一段時間后通入適量的HCl氣體可以恢復到電解前的濃度，不是鹽酸，錯誤；答案選BC。