Question

（15分）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、Y都是惰性電極，a是NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：

① Y電極上的電極反應(yīng)式為                              。

在X極附近觀察到的現(xiàn)象是                           。

②電解總反應(yīng)離子方程式為                               。

（2）要在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，則：

① Y電極的材料是         （選填純鐵、純銅或純鋅），電極反應(yīng)式是              。電解液a選用         溶液，電解過程中其濃度            （選填增大、減小或不變）。

② 若電鍍前X、Y兩電極的質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓�、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為           mol。

③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因:

                                                                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）①2Cl^--2e^-=Cl₂↑（2分）     有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅（2分）

②2Cl^- +2H₂O電解2OH^-+Cl₂↑+H₂↑（2分）

（2）①純銅 （1分）Cu-2e^-=Cu²⁺ （2分） CuSO₄(其他合理答案也給分) （1分）不變（1分）② 0.08mol（2分）

  ③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加速鐵的腐蝕(其他合理答案也給分) （2分）

【解析】（1）由圖，得：電子從外加電源的負(fù)極流向電解池的陰極X，溶液中的陰離子（Cl^－、OH^-）從陰極X移向陽極Y，再陽極Y發(fā)生失電子的反應(yīng)，電子流回外加電源的正極；則溶液中的陽離子（Na⁺、H⁺）從陽極Y移向陰極X；

①故兩極反應(yīng)為：Y：2Cl^--2e^-=Cl₂↑（放電能力：Cl^－＞OH^-），X：2H⁺+2e^-= H₂↑（放電能力：H⁺＞Na⁺）因為消耗了H⁺，則水的電離平衡（H₂O H⁺+ OH^-）正向移動，使C（OH^-）增大，即C（OH^-）＞C（H⁺），故溶液變紅；

②總化學(xué)方程式為2 NaCl +2H₂O電解2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

（2）要在鐵件的表面鍍銅，則鐵件作陰極，可用純銅作陽極，故兩極反應(yīng)為:

①陽極：Cu-2e^-= Cu²⁺，Cu²⁺+2e^-= Cu，故電解過程中溶液中C（Cu²⁺）不變；

②設(shè)電鍍前X、Y兩電極的質(zhì)量均為m g，依據(jù)電極反應(yīng)式判斷：設(shè)電解過程中陽極減少a g，則陰極就增加a g，即：(m+a)-(m-a)= 5.12 g，則a=2.56 g，n（Cu）=2.56 g/64g^.mol^-1=0.04 mol，Cu——2e^-，則n（e^-）=2 n（Cu）=0.08mol；

③鍍層破損后，鍍銅鐵中，鐵比銅活潑，故加速鐵的腐蝕；

  鍍層破損后，鍍鋅鐵中，鋅比鐵活潑，故加速鋅的腐蝕；