Question

14．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(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(dǎo)線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）若X極電極材料為鐵，Y極電極材料為惰性電極，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極上的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
②該裝置的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則
①X電極的材料是純銅，Y電極的材料是粗銅，
②Y電極的電極反應(yīng)式Cu-2e^-=Cu²⁺．（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）
（3）若X極材料為光滑的鐵釘（已經(jīng)處理），Y極的材料為鋅，電解質(zhì)溶液a為ZnCl₂，①X極的電極反應(yīng)式為Zn²⁺+2e^-=Zn
②Y極的電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺
③電解質(zhì)溶液a的濃度將不變（填“增大”、“減少”、“不變”）

Answer 1

分析 （1）若X極電極材料為鐵，Y極電極材料為惰性電極，a是飽和NaCl溶液，Y電極上氯離子放電生成氯氣，X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子；
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，陽極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅，則X電極是純銅、Y電極是粗銅，陰極上銅離子放電，陽極是銅失電子被氧化成銅離子進入溶液中；
（3）若X極材料為光滑的鐵釘（已經(jīng)處理），Y極的材料為鋅，電解質(zhì)溶液a為ZnCl₂，陰極上鋅離子放電，陽極是鋅失電子被氧化成鋅離子進入溶液中；

解答 解：（1）若X極電極材料為鐵，Y極電極材料為惰性電極，a是飽和NaCl溶液，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(yīng)，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，Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，電解化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：①2H⁺+2e^-=H₂↑；②2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，陽極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅，則與電源負極相連的陰極X是純銅，陰極是銅離子放電，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，與電源正極相連的陽極Y是粗銅，陽極發(fā)生反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：①純銅；粗銅；②Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）若X極材料為光滑的鐵釘（已經(jīng)處理），Y極的材料為鋅，電解質(zhì)溶液a為ZnCl₂，則與電源負極相連的陰極X是鋅離子放電，電極反應(yīng)式為Zn²⁺+2e ^-=Zn，與電源正極相連的陽極Y是鋅失電子，陽極發(fā)生反應(yīng)為：Zn--2e ^-=Zn²⁺，整個電解質(zhì)溶液不變，所以電解質(zhì)溶液a的濃度將不變；
故答案為：①Zn²⁺+2e ^-=Zn；Zn-2e ^-=Zn²⁺；②不變．

點評 本題考查原電池原理，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，本題涉及電極反應(yīng)式的書寫等知識點，注意離子放電順序及電極反應(yīng)式的書寫，題目難度不大．