Question

14．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個電解池，其中a為電解質(zhì)溶液，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）X的電極名稱是陰極（填寫“陽極”或“陰極”）．
（2）若X、Y都是惰性電極，a是硫酸鈉溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴紫色石蕊試液，一段時間后，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色，Y極上的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=H₂O+O₂↑．
（3）若X、Y都是惰性電極，a是AgNO₃溶液，電解一段時間后，陽極上產(chǎn)
生氣體的體積為0.448L（標準狀況下），則陰極上析出金屬的質(zhì)量為8.64g．
（4）若要用該裝置電解精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則Y電極的材料是粗銅，X電極的材料是精銅．
（5）若要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀，應(yīng)該選擇的方案是C．

方案	X	Y	a溶液
A	銀	石墨	AgNO3
B	銀	鐵	AgNO3
C	鐵	銀	AgNO3
D	鐵	銀	Fe（NO3）3

Answer 1

分析 （1）X連接電源的負極，為電解池的陰極；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和硫酸鈉溶液，Y電極上氫氧根離子放電生成氧氣，X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是AgNO₃溶液，陽極是氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極銀離子得到電子生成銀，依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計算得到；
（4）電解精煉粗銅做陽極，精銅做陰極，電解液a選用CuSO₄溶液；
（5）依據(jù)電鍍原理分析判斷，鍍層金屬做陽極，待鍍金屬做陰極，電解質(zhì)溶液中含鍍層離子．

解答 解：（1）X連接電源的負極，為電解池的陰極，故答案為：陰極；
（2）若X、Y都是惰性電極，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，滴入幾滴紫色石蕊試液會變紅，a是飽和硫酸鈉溶液，Y電極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=H₂O+O₂↑，
故答案為：溶液變?yōu)榧t色；4OH^--4e^-=H₂O+O₂↑；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是AgNO₃溶液，陽極是氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極銀離子得到電子生成銀，陽極電極反應(yīng)4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)4Ag⁺+4e^-=4Ag，依據(jù)電子守恒得到O₂～4e^-～4Ag，陽極上產(chǎn)生氣體的氧氣標準狀況的體積為0.448L，物質(zhì)的量為$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，則陰極上析出金屬銀的物質(zhì)的量為0.08mol，質(zhì)量=0.08mol×108g/mol=8.64g，
故答案為：8.64；
（4）電解精煉粗銅做陽極，精銅做陰極，電解液a選用CuSO₄溶液，Y電極是陽極，材料是粗銅，X為陰極材料是精銅，故答案為：粗銅；精銅；
（5）要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀，則鐵應(yīng)為陰極，銀為陽極，電解質(zhì)溶液為硝酸銀，只有C符合，故答案為：C．

點評 本題綜合考查電解池原理的分析應(yīng)用，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握電解質(zhì)的工作原理以及離子的放電順序，為解答該類題目的關(guān)鍵，把握電解產(chǎn)物的分析判斷，難度中等．