Question

如图表示一个电解池，装有电解质溶液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

 

．
②在X电极附近观察到的现象是

 

．
（2）若X、Y都是惰性电极，a是浓度均为2mol?L^-1的AgNO₃与Cu（NO₃）₂的混合溶液1L，电解一段时间后，X电极上有3.2g铜析出，写出电解过程中有关反应的离子方程式

 

此时直流电源已输出

 

mol电子．
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜（含有Fe、Zn、Pt、C等杂质），电解质溶液a选用CuSO₄溶液，则：
①X电极的材料是

 

，电极反应式

 

．
②精炼完成后，硫酸铜溶液的浓度

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）铅蓄电池反应的化学方程式是Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O．若以铅蓄电池为电源，用惰性电极电解CuSO₄溶液，在电解过程中生成11.2LO₂（标准状况），则铅蓄电池中消耗的硫酸的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：（1）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；
（2）若X、Y都是铜电极，a是浓度均为2mol?L^-1的AgNO₃与Cu（NO₃）₂的混合溶液1L，阳极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，阴极首先析出银，然后析出铜；
（3）电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，粗铜做阳极，精铜做阴极，结合电极反应判断；
（4）用惰性电极电解CuSO₄溶液，在阳极上是氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，n（O₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，根据电子守恒计算；

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↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：放出气体，溶液变红；
（2）由于氧化性Ag⁺＞Cu²⁺，阳极首先发生Ag⁺+e^-=Ag，然后发生Cu²⁺+2e^-=Cu，所以电解过程中有关反应的离子方程式4Ag⁺+2H₂O 

通电  .

4Ag+O₂↑+4H⁺，2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出，说明Ag已经全被析出，共转移电子应为n（Ag⁺）+2n（Cu²⁺）=2mol+

3.2g

64g/mol

×2=2.1mol，
故答案为：4Ag⁺+2H₂O 

通电  .

4Ag+O₂↑+4H⁺，2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，2.1；
（3）①电解方法精炼粗铜，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；
②精炼粗铜（含有Fe、Zn、Pt、C等杂质），阳极为粗铜先是锌、铁失电子生成离子，而阴极是溶液中的铜离子得电子析出铜单质，则硫酸铜溶液的浓度变小，故答案为：变小；
（4）用惰性电极电解CuSO₄溶液，在阳极上是氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，n（O₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，转移0.5mol×4=2mol电子，由方程式可知Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，消耗2mol硫酸，故答案为：2mol．

点评：本题考查了电解原理的分析应用，主要是电极反应和电极判断，电子守恒是电化学计算的依据，掌握基础是关键，题目较简单．