Question

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①Y电极上的电极反应式为

 

，检测该电极反应产物的方法是

 

．
②该反应的总反应方程式是：

 

．
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则X电极的材料是

 

，电极反应式是

 

．
（3）若用惰性电极电解500mL CuSO₄溶液，溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增加1.6g．
①要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的

 

（填加入物质的化学式）．（假设电解前后溶液的体积不变）
②Y电极产生气体的体积为

 

L．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）①电解饱和氯化钠溶液时，由电源可知，X为阴极，Y为阳极，阳极上是氯离子离子失电子，阴极上是氢离子得电子；氯气具有强氧化性；
②电解氯化钠溶液生产氯气、氢气和氢氧化钠；
（2）根据电解精炼铜的工作原理知识来回答；
（3）①根据电池反应式电解出的物质判断所加物质；
②Y极生成的气体为氧气，根据电解方程式计算．

解答： 解：（1）①和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色；
②阳极上是氯离子离子失电子，阴极上是氢离子得电子，则电解总方程为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）电解方法精炼粗铜，X为阴极，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）①根据电池反应式知，析出的物质是铜和氧气，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入CuO；
故答案为：CuO；
②2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺
                 128g 32g
                 1.6g 0.4g
可知生成的氧气为0.4g，则其物质的量为

0.4g

32g/mol

=0.0125mol，则其体积为0.0125mol×22.4L/mol=0.28L．
故答案为：0.28．

点评：本题考查学生电解池的工作原理知识，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．