Question

11．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用．如圖（1）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者是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾酚酞試液，則
①電解池中化學反應方程式為2H₂O+2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體，溶液變紅．
②檢驗Y電極上反應產物的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色．
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2.24L．
（2）圖（2）裝置中，
①當A鍵斷開，B、C閉合時，乙為原電池；
②當A、C兩鍵斷開，B閉合時，乙中鐵極增重1.6g，則被氧化的鐵有1.12g；
③將乙中兩極都換成石墨，硫酸銅溶液換H₂SO₄后斷開B、C兩鍵，閉合A鍵，則乙為電解池，當甲中鋅極減輕6.5g時，乙中共放出氣體3360mL（標況）．

Answer 1

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；
（2）①當A鍵斷開，B、C閉合時，乙池中鐵與電解質溶液硫酸銅發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，所以乙是原電池；
②當A、C兩鍵斷開，B閉合時，乙中鐵極發(fā)生反應為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，56g鐵被氧化，鐵極增重64-56=8g，所以增重1.6g，則被氧化的鐵是1.12g；
③將乙中兩極都換成石墨，硫酸銅溶液換H₂SO₄后斷開B、C兩鍵，閉合A鍵，含有最活潑金屬的鋅的裝置為原電池，另一個池是電解池，乙池是電解水，根據(jù)整個電路轉移電子數(shù)相等，得到關系式2molZn～4e^-～3mol氣體，分析求解．

解答 解：（1）①總的電解方程式為：2 H₂O+2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，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：2 H₂O+2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；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；
③2 H₂O+2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，轉移2mol電子，兩共生成2mol電子，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0.1mol×22.4L/mol=2.24 L，故答案為：2.24 L；
（2）①當A鍵斷開，B、C閉合時，乙池中鐵與電解質溶液硫酸銅發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，所以乙是原電池，故答案為：原電；
②當A、C兩鍵斷開，B閉合時，乙中鐵極發(fā)生反應為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，56g鐵被氧化，鐵極增重64-56=8g，所以增重1.6g，則被氧化的鐵是1.12g，
故答案為：1.12g；
③將乙中兩極都換成石墨，硫酸銅溶液換H₂SO₄后斷開B、C兩鍵，閉合A鍵，含有最活潑金屬的鋅的裝置為原電池，另一個池是電解池，乙池是電解水，根據(jù)整個電路轉移電子數(shù)相等，得到關系式2molZn～4e^-～3mol氣體，n（Zn）=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol，所以生成氣體體積為：V=$\frac{0.1×22.4×1{0}^{3}}{2}$=3360mL，故答案為：電解池；3360．

點評 本題考查原電池原理，為高頻考點，側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．