Question

12．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w；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）若w是飽和NaCl溶液，X、Y是惰性電極材料，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Y極上的電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
在X極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是冒出氣泡，溶液變紅．
②寫電解飽和NaCl溶液總的離子反應方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^- ．   若電解過程中在兩極生成22.4L氣體（在標準況狀下），則經(jīng)過電流計的電子的物質(zhì)的量為1mol．
（2）若要用電解方法精煉粗銅，電解質(zhì)溶液W選用CuSO₄溶液（雜質(zhì)發(fā)生的電極反應不必寫出）．
則：①X電極的材料是純銅或精銅；②電極反應式為Cu²⁺+2e^-═Cu．
（3）若W仍然選用飽和NaCl溶液，X、Y分別是Fe、C棒，將X、Y用導線直接連接，則Y電極是正極（填正極或負極），電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）若X、Y都是惰性電極，W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，電解氯化鈉溶液得到氫氧化鈉、氫氣和氯氣，根據(jù)電極反應式進行計算即可；
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，陽極應該是粗銅、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；
（3）若W仍然選用飽和NaCl溶液，X、Y分別是Fe、C棒，將X、Y用導線直接連接，和電源的正極相連的是陽極，電極上發(fā)生失電子的氧化反應，和電源的負極相連的是陰極，該電極上發(fā)生的是還原反應，據(jù)此回答．

解答 解：（1）①若w是飽和NaCl溶液，X、Y是惰性電極材料，Y是陽極，X是陰極，Y極上的電極反應式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；在X極上發(fā)生的反應是：2H⁺+2e^-=H₂↑，該電極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是冒出氣泡，溶液變紅，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；冒出氣泡，溶液變紅；
②電解飽和NaCl溶液總的離子反應方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；若電解過程中在兩極生成22.4L即1mol氣體（在標準況狀下），所以得到氫氣和氯氣分別是0.1mol，轉(zhuǎn)移電子是1mol，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；1mol；
（2）①若要用電解方法精煉粗銅，電解質(zhì)溶液W選用CuSO₄溶液，則陰極材料是純銅或精銅；該極上發(fā)生反應：Cu²⁺+2e^-═Cu；故答案為：純銅或精銅；Cu²⁺+2e^-═Cu；
（3）W仍然選用飽和NaCl溶液，X、Y分別是Fe、C棒，將X、Y用導線直接連接，構(gòu)成原電池，發(fā)生金屬鐵的吸氧腐蝕，則Y電極是正極；該電極上發(fā)生反應：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．故答案為：正極；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

點評 本題考查原電池原理，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力的考查，本題涉及電極反應式的書寫、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，題目難度不大．