Question

電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用．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．請完成以下問題：
（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電解池中化學反應方程式為

 

．在X極附近觀察到的現象是

 

．
②檢驗Y電極上反應產物的方法是

 

．
③當導線中有0.1mol的電子通過時，在標況下理論上兩極可收集的氣體的體積是

 

．
（2）如要用電解方法精煉含有少量Zn、Fe、Ag、Au雜質的粗銅，
電解液a選用CuSO₄溶液，則
①X電極的材料是

 

，電極反應式

 

．
②精煉結束后，電解液中的金屬陽離子有

 

，陽極泥的成分為

 

．
③若想利用此裝置在鐵上鍍銀，則電解液a可以選用

 

，Y極上的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：

分析：（1）電解飽和食鹽水時，陽極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，氯氣能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍，陽極電子守恒和電極反應計算；
（2）①根據電解精煉銅的工作原理知識來回答；
②金屬的活動性順序為Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在電解過程中Ag、Au不會失去電子，而是形成陽極泥，根據電解原理來解答；
③依據電鍍原理分析，鍍層做陽極，待鍍金屬做陰極，含鍍層金屬離子的鹽為電解質溶液．

解答： （1）①X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子，Y電極上氯離子放電生成氯氣，所以電池反應式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
和電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強，滴入幾滴酚酞試液會變紅，故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；放出氣體，溶液變紅；
②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍，可以用于氯氣的檢驗，
故答案為：把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色；
③X極是陰極，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，Y極是陽極，電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，依據電子守恒，當導線中有0.1mol的電子通過時生成氫氣0.05mol，生成氯氣0.05mol，共生成氣體0.1mol，標準狀況體積為2.24L，故答案為：2.24L；
（2）①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是精銅，電解池的陽極材料是粗銅，電極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：精銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②作陽極的粗銅中的銅以及比銅活潑的金屬失去電子進入溶液，以Zn²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺的形式進入溶液中；比銅不活潑的金屬Au、Ag不會失去電子，以單質的形成沉入電解槽形成“陽極泥”，則沉積在電解槽底部（陽極泥）的雜質是Au、Ag，電解一段時間后，電解液中的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺，
故答案為：Zn²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺；Ag，Au；
③依據電鍍原理分析，鍍層做陽極Y，Y極上的電極反應為：Ag-e^-=Ag⁺，待鍍金屬做陰極X，含鍍層金屬離子的鹽溶液硝酸銀溶液為電解質溶液，
故答案為：AgNO₃；Ag-e^-═Ag⁺．

點評：本題考查原電池原理，涉及電極反應式的書寫、氯氣的檢驗等知識點，知道離子放電順序及電極反應式的書寫方法、氯氣的檢驗方法及現象，題目難度不大．