Question

12．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，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）若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2H₂O+4e^-=H₂↑+2OH^-．
②Y电极上的电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，检验该电极反应产物的方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近Y电极出气口，如果试纸变蓝色说明生成的气体是氯气．
③该反应的总反应方程式是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）如要用该池在铁钉上镀锌层，电镀液a选用硫酸锌溶液，则
①X电极的材料是Fe，电极反应式是Zn²⁺+2e^-=Zn．
②Y电极的材料是Zn，电极反应式是Zn-2e^-=Zn ²⁺．

Answer 1

分析 （1）若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，
①X是阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子；
②Y是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气；氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色；
③阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，同时阴极附近有NaOH生成；
（2）如要用该池在铁钉上镀锌层，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质溶液中含有镀层金属阳离子；
①X电极是阴极，应该是镀件，该电极上锌离子得电子生成锌；
②Y电极是阳极，应该是镀层材料，阳极上Zn失电子生成锌离子．

解答 解：（1）若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，
①X是阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H₂O+4e^-=H₂↑+2OH^-，故答案为：2H₂O+4e^-=H₂↑+2OH^-；
②Y是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑；氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，其检验方法为：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近Y电极出气口，如果试纸变蓝色说明生成的气体是氯气，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近Y电极出气口，如果试纸变蓝色说明生成的气体是氯气；
③阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，同时阴极附近有NaOH生成，则电池反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）如要用该池在铁钉上镀锌层，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质溶液中含有镀层金属阳离子，所以a应该选取硫酸锌溶液，
故答案为：硫酸锌；
①X电极是阴极，应该是镀件，所以X是Fe，该电极上锌离子得电子生成锌，电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn，故答案为：Fe；Zn²⁺+2e^-=Zn；
②Y电极是阳极，应该是镀层材料，阳极上Zn失电子生成锌离子，则Y是Zn，电极反应式为Zn-2e^-=Zn ²⁺，
故答案为：Zn；Zn-2e^-=Zn ²⁺．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，明确离子放电顺序及电镀原理是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度不大．