Question

（16分）電解原理在化學工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，

實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：

①電解池中X電極上的電極反應(yīng)是                           ，

在X極附近觀察到的現(xiàn)象是                                 。

②Y電極上的電極反應(yīng)                                     ，

檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是                                。

（2）若X和Y仍均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，則電解時的化學反應(yīng)方程式為_____

_________________________。通過一段時間后，向所得溶液中加入16gCuO粉末，恰好恢復到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為__________。        

（3） 如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則：

①X電極的材料是___________，電極反應(yīng)式是_________________________。

②Y電極的材料是___________，電極反應(yīng)式是_________________________。

（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）

 

Answer 1

（1）①2H⁺ + 2e^—= H₂↑ (2分)  有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅色 （1分）

②2Cl^-—2e^—=Cl₂↑(2分)  用濕潤的淀粉KI試紙 （1分）

（2）  0.4mol(2分)

（3）①精銅（1分），Cu²⁺ + 2e^— = Cu (2分)

②粗銅（1分），Cu — 2e^— = Cu²⁺(2分)

解析:（1）惰性電極電解飽和食鹽水，陽極氯離子放電，生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^-—2e^—=Cl₂↑。陰極水電離出的氫離子放電生成氫氣，故陰極周圍顯堿性，電極反應(yīng)式為2H⁺ + 2e^—=H₂↑。根據(jù)裝置可判斷，X是陰極，Y是陽極。氯氣具有強氧化性，可以濕潤的淀粉KI試紙檢驗。

（2）惰性電極電解CuSO₄溶液時，陽極OH^－放電，生成氧氣，陰極銅離子放電析出單質(zhì)銅，總的反應(yīng)式為CuSO₄+2H₂O  2Cu+O₂↑+2H₂SO₄。16gCuO是0.2mol，這說明反應(yīng)中析出了0.2mol銅，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4mol。

（3）粗銅提純時，粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，硫酸銅溶液作電解液。Y是陽極，X是陰極，所以電極反應(yīng)式分別為Cu — 2e^— = Cu²⁺、Cu²⁺ + 2e^— = Cu。