Question

电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

（1）X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为                            ，
在X极附近观察到的现象是                                                。　
②Y电极上的电极反应式为                      ，
检验该电极反应产物的方法是                                              。
③总反应的化学方程式                                                      。
（2）X、Y都是惰性电极，电解CuSO₄溶液，当电路中通过0.4mol 电子时，析出铜的同时在另一个电极可得              L O₂ (标准状况下)

Answer 1

(1)①  2H⁺ + 2e^_＝ H₂↑       电极表面有气泡产生，电极附近的溶液呈红色
②2Cl^-－2e^- ＝Cl₂↑；用镊子夹持湿润的淀粉KI试纸靠近Y电极出气口，若试纸变蓝，则产物为CI₂。
③2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑   (２) 2.24L

试题分析：（1）①根据装置图可知，X和电源的负极相连，则X是阴极，溶液中的氢离子放电，所以X电极的电极反应式是2H⁺ + 2e^_＝ H₂↑。氢离子放电，破坏了阴极周围水的电离平衡，从而使阴极周围溶液显碱性，则实验现象是电极表面有气泡产生，电极附近的溶液呈红色。
②Y电极是阳极，溶液中的Cl^-放电，则Y电极上的电极反应式为2Cl^-－2e^- ＝Cl₂↑；氯气具有氧化性，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，据此可以检验氯气，即用镊子夹持湿润的淀粉KI试纸靠近Y电极出气口，若试纸变蓝，则产物为CI₂。
③总反应的化学方程式为2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑。
（2）OH^－放电的电极反应式是4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑，则根据电子的得失守恒可知，生成氧气的物质的量是0.1mol，在标准状况下的体积是2.24L。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。该题的关键是明确电解池的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。