Question

18．如图所示：甲、乙为相互串联的两电解池．试回答：
（1）甲池若为电解精炼铜装置，则A电极名称为阴极，电极材料是精铜（或纯铜），电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，电解质溶液可以是CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；
（2）乙池中Fe极电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈红色；
（3）若甲池A极增重12.8g，则乙池C（石墨）极放出气体在标况下的体积为4.48L，电解后，若乙池剩余溶液为400mL，则溶液的pH=14．

Answer 1

分析 （1）依据电解精炼的原理是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液进行电解反应，在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜；
（2）依据装置图分析可知，与电源正极相连的C电极为电解池的阳极，与电源负极连接的A电极是阴极，B为阳极，Fe为阴极；
（3）依据电极反应电子守恒计算甲池和乙池中电极产物的物质的量，乙池中依据氢离子和氢氧根离子守恒，水的离子积常数计算得到．

解答 解：（1）电解精炼的原理是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液（CuSO₄溶液或CuCl₂溶液）进行电解反应，在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应是Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：阴极；精铜（或纯铜）； Cu²⁺+2e^-=Cu；CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；
（2）依据装置图分析可知，与电源正极相连的C电极为电解池的阳极，与电源负极连接的A电极是阴极，B为阳极，Fe为阴极；Fe电极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H⁺+2e^-═H₂↑，破坏水的电离平衡氢氧根离子浓度增大，铁电极附近溶液变红色，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；红；       
（3）甲池A为电解池的阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu，增重12.8g的铜物质的量为0.2mol，转移电子物质的量为0.4mol；
乙池C（石墨）极为电解池的阳极，电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，依据电子守恒，生成氯气0.2mol，放出气体在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，Fe电极电解反应为：2H⁺+2e^-═H₂↑，消耗氢离子物质的量0.4mol，依据水的电离氢离子和氢氧根离子守恒得到，生成氢氧根离子物质的量为0.4mol，c（OH^-）=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，溶液pH=14；
故答案为：4.48L；14．

点评 本题考查了电解原理，明确各个电极上放电的离子是解本题关键，再结合转移电子守恒进行计算，题目难度不大．