Question

12．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．下圖表示一個(gè)電解池，其中a為電解質(zhì)溶液，X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）X的電極名稱是陰極．
（2）若X、Y都是惰性電極，a是硝酸鈉溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴石蕊試劑，Y極上的電極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，一段時(shí)間后，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有氣泡，溶液變紅．
（3）若X、Y都是惰性電極，a是足量的AgNO₃溶液，寫出電解過(guò)程的化學(xué)方程式4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，電解一段時(shí)間，當(dāng)電極上通過(guò)的電子為0.2mol時(shí)，陰極上生成物的質(zhì)量為21.5g．
（4）若要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銅，應(yīng)該選擇的方案是D．

方案	X	Y	a溶液
A	銅	石墨	CuSO4
B	銅	鐵	CuSO4
C	鐵	銅	Fe（NO3）3
D	鐵	銅	CuSO4

Answer 1

分析 （1）電解池中陽(yáng)極連電源的正極，陰極連接電源的正極；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，X連接電源負(fù)極，為陰極，Y連接電源正極，為陽(yáng)極．陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電生成氫氣與氫氧根離子，酚酞遇堿變紅色；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子放電生成氧氣；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是足量的AgNO₃溶液，陰極上銀離子獲得電子析出Ag，陽(yáng)極上水電離的氫氧根離子失去電子得到氧氣，陽(yáng)極有硝酸生成；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算陰極析出Ag的質(zhì)量；
（4）電鍍池中導(dǎo)出金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液含有鍍層金屬陰離子．

解答 解：（1）X連接電源負(fù)極，為陰極，Y連接電源正極，為陽(yáng)極，故答案為：陰極；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，X連接電源負(fù)極，為陰極，Y連接電源正極，為陽(yáng)極．陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電生成氫氣與氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：4H₂O+4e^-═4OH^-+2H₂↑，反應(yīng)生成氫氣與堿，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡，溶液變紅，
故答案為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；有氣泡，溶液變紅；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是足量的AgNO₃溶液，陰極上銀離子獲得電子析出Ag，陽(yáng)極上水電離的氫氧根離子失去電子得到氧氣，陽(yáng)極有硝酸生成，電池從反應(yīng)式為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，電解一段時(shí)間，當(dāng)電極上通過(guò)的電子為0.2mol時(shí)，陰極上析出0.2mol Ag，析出Ag的質(zhì)量為0.2mol×108g/mol=21.6g，
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ；21.6g；
（4）如要用電解方法在鐵上鍍銅，F(xiàn)e為陰極、Cu為陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液含有銅離子，可以是CuSO₄溶液等，
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理及應(yīng)用，根據(jù)電解本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)理解工作原理與離子放電書寫，掌握電化學(xué)中兩極判斷方法，難度中等．