Question

B．电解原理在化学工业中广泛的应用．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，同时在两边各滴入酚汰试液，则
①Y电极上的电极反应式为______．
②在X电极附近观察到的现象是______．
③要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入（或通入）______．
（2）如果要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：
①X电极的材料是______，电极反应式为______．
②电解完成后，硫酸铜溶液的浓度______（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）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，电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出，此时直流电源已输出______mol电子．

Answer 1

【答案】分析：（1）电解饱和食盐水时，由电源可知，X为阴极，Y为阳极，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子；
（2）电解精炼铜，X应为纯铜，Y为粗通；
（3）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．
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：2C1^-=C1₂+2e^-；
②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↑，生成氢气，促进水的电离，X极附近溶液pH增大，呈碱性，溶液变红，故答案为：溶液变红色，产生无色气泡；
③电解食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气，应通入氯化氢才能恢复到原来的浓度，故答案为：HC1（或氯化氢）；
（2）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：铜（或纯铜）；Cu²⁺+2e^-→Cu；
②d是阳极，电解硫酸铜时，在阳极上是氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，总的电解原理方程式为：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，可知溶液pH变小，故答案为：变小；
（3）由于氧化性Ag⁺＞Cu²⁺，阳极首先发生Ag⁺+e^-=Ag，然后发生Cu²⁺+2e^-=Cu，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+×2=2.1mol，
故答案为：2.1．
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．