Question

實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水（含酚酞），裝置如圖所示，有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是惰性電極．
（1）電解過程中觀察到a電極上的現(xiàn)象為

 

；
（2）確定N出口的氣體最簡單的方法是

 

．
（3）電解的總反應(yīng)離子方程式為

 

．
（4）若更換電解液及電極，將該裝置用于電解精煉銅，則a電極的材料為

 

，寫出b的電極反應(yīng)式：

 

．
（5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，寫出b電極的電極反應(yīng)式：

 

，若過程中發(fā)現(xiàn)在電解過程中U型管底部出現(xiàn)白色沉淀產(chǎn)生，很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色的現(xiàn)象，請(qǐng)寫出由白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)電子移動(dòng)方向知，a是陰極、b是陽極，a電極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，導(dǎo)致溶液呈堿性；
（2）b電極上氯離子放電生成氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)色；
（3）電解時(shí)陽極上生成氯氣、陰極上生成氫氣，同時(shí)陰極附近還有NaOH生成；
（4）電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極、純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液；
（5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，b電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極附近生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成Fe（OH）₂白色沉淀，F(xiàn)e（OH）₂被氧化生成紅褐色的Fe（OH）₃．

解答： 解：（1）根據(jù)電子移動(dòng)方向知，a是陰極、b是陽極，a電極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，導(dǎo)致溶液呈堿性，無色酚酞試液遇堿變紅色，所以看到的現(xiàn)象是：有氣泡產(chǎn)生且溶液變紅色，故答案為：有氣泡產(chǎn)生且溶液變紅色；
（2）N出口的氣體是氯氣，氯氣能置換出碘化鉀中的碘，碘能使淀粉變藍(lán)色，所以可用濕潤的淀粉碘化鉀檢驗(yàn)．
故答案為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)則說明是Cl₂；
（3）電解時(shí)陽極上生成氯氣、陰極上生成氫氣，同時(shí)陰極附近還有NaOH生成，離子方程式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極、純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，所以a極材料是純銅，b電極上電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu ²⁺，
故答案為：純銅；Cu-2e^-=Cu ²⁺；
（5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，b電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺，陰極附近生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成Fe（OH）₂白色沉淀，F(xiàn)e（OH）₂被氧化生成紅褐色的Fe（OH）₃，反應(yīng)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解池原理，明確物質(zhì)的性質(zhì)及離子放電順序是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意活潑金屬作陽極時(shí)，陽極上金屬失電子而不是電解質(zhì)溶液中陰離子失電子，為易錯(cuò)點(diǎn)．