Question

電解原理在工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)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(qǐng)回答以下問題：

（1）若X、Y是惰性電極，a是200mLNaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則電解池中X極上的電極反應(yīng)為_____，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 ：_______。Y電極上的電極反應(yīng)式是_________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 ：________________。當(dāng)外電路通過0.02 mol電子時(shí)，充分混合電解后的溶液，忽略溶液體積變化，理論上溶液的PH值為_______。
（2）如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則X電極的材料是_________，Y電極的材料是______，Y電極反應(yīng)式是_______________。

Answer 1

（每空1分，共8分）（1）2H⁺+2e^-＝H₂↑  有氣泡，溶液變紅   2Cl^-—2e^-==Cl₂↑
把濕潤的淀粉KI試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán)，說明Y極產(chǎn)物為Cl₂     13
（2）純銅   粗銅   Cu-2e^-==Cu²⁺

試題分析：（1）根據(jù)裝置圖可知，和電源的負(fù)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↑。由于氫離子放電，破壞了陰極周圍水的電離平衡，則陰極周圍溶液顯堿性，即在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有氣泡，溶液變紅；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(yīng)，即2Cl^-—2e^-==Cl₂↑。氯氣具有強(qiáng)氧化性，據(jù)此可以鑒別，即把濕潤的淀粉KI試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán)，說明Y極產(chǎn)物為Cl₂ 。當(dāng)外電路通過0.02 mol電子時(shí)有0.02mol氫離子放電，則生成OH^－的物質(zhì)的量就是0.02mol，所以溶液中中OH^－的濃度是0.02mol÷0.2L＝0.1mol/L，則pH＝13。
（2）電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-＝Cu；電解池的陽極材料是粗銅，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-＝Cu²⁺。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題難易適中，基礎(chǔ)性強(qiáng)。該題需要注意的是明確圖中電源的正負(fù)極確定電解池的陰陽極是解答的關(guān)鍵，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來解答，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范答題能力，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。