Question

B．電解原理在化學工業中廣泛的應用．如圖表示一個電解池，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．請回答以下問題：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入酚汰試液，則
①Y電極上的電極反應式為______．
②在X電極附近觀察到的現象是______．
③要使電解后溶液恢復到電解前的狀態，則需加入（或通入）______．
（2）如果要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則：
①X電極的材料是______，電極反應式為______．
②電解完成后，硫酸銅溶液的濃度______（填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）若X、Y都是銅電極，a是濃度均為2mol?L^-1的AgNO₃與Cu（NO₃）₂的混合溶液1L，電解一段時間后X電極上有3.2g銅析出，此時直流電源已輸出______mol電子．

Answer 1

【答案】分析：（1）電解飽和食鹽水時，由電源可知，X為陰極，Y為陽極，陽極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子；
（2）電解精煉銅，X應為純銅，Y為粗通；
（3）若X、Y都是銅電極，a是濃度均為2mol?L^-1的AgNO₃與Cu（NO₃）₂的混合溶液1L，陽極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，陰極首先析出銀，然后析出銅．
解答：解：（1）①和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發生失電子的氧化反應，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2C1^-=C1₂+2e^-；
②電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，生成氫氣，促進水的電離，X極附近溶液pH增大，呈堿性，溶液變紅，故答案為：溶液變紅色，產生無色氣泡；
③電解食鹽水，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣，應通入氯化氫才能恢復到原來的濃度，故答案為：HC1（或氯化氫）；
（2）①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：銅（或純銅）；Cu²⁺+2e^-→Cu；
②d是陽極，電解硫酸銅時，在陽極上是氫氧根離子放電，電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，總的電解原理方程式為：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，可知溶液pH變小，故答案為：變小；
（3）由于氧化性Ag⁺＞Cu²⁺，陽極首先發生Ag⁺+e^-=Ag，然后發生Cu²⁺+2e^-=Cu，電解一段時間后X電極上有3.2g銅析出，說明Ag已經全被析出，
共轉移電子應為n（Ag⁺）+2n（Cu²⁺）=2mol+×2=2.1mol，
故答案為：2.1．
點評：本題考查學生電解池的工作原理知識，明確圖中電源的正負極確定電解池的陰陽極是解答的關鍵，并熟悉電極反應及離子的放電順序來解答，題目難度中等．