Question

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用．圖1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都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同
時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為

 

，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是

 

．電解液中向X極方向移動(dòng)的離子是

 

．
②Y電極上的電極反應(yīng)式為

 

，
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則：
①X電極的材料是

 

②Y電極的電極反應(yīng)式為

 

（說明：雜質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)不必寫出．）
③溶液中的c（Cu²⁺）與電解前相比

 

 （填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）甲同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：Cu+H₂SO₄（稀）=CuSO₄+H₂↑．請(qǐng)?jiān)趫D2方框中畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的正確裝置圖（作必要的標(biāo)注）；而乙同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)卻看到碳棒上有少量氣泡產(chǎn)生，銅棒上氣泡更多且沒有被腐蝕，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，依據(jù)電解原理和離子的移動(dòng)方向，離子放電順序分析；
（2）依據(jù)電解精煉銅的原理分析，粗銅做陽極，純銅做陰極，電解質(zhì)溶液含銅離子，根據(jù)電解原理書寫電極反應(yīng)；
（3）電解過程可以使不能進(jìn)行的反應(yīng)設(shè)計(jì)成電解過程進(jìn)行，銅做陽極，硫酸做電解質(zhì)溶液通電電解能發(fā)生該反應(yīng)；乙同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)卻看到碳棒上有少量氣泡產(chǎn)生，銅棒上氣泡更多且沒有被腐蝕，說明銅做陰極．

解答： 解：（1）若X、Y都是惰性電極，X與電源負(fù)極連接做電解池陰極，Y與電源正極連接做電解池的陽極；a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，Na⁺、H⁺移向陰極X，氫離子得到電子生成氫氣，破壞水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，氫氧根離子和氯離子移向陽極Y，氯離子失電子生成氯氣；
①電解池中X極上的電極反應(yīng)是氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，鈉離子和氫離子移向陰極X，氫離子得到電子生成氫氣，破壞水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，溶液變紅色，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；有氣體放出，溶液變紅色；Na⁺、H⁺；
②Y電極上氫氧根離子和氯離子移向陽極Y，氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）電解精煉銅的原理分析，粗銅做陽極，純銅做陰極，電解質(zhì)溶液含銅離子；
①X是陰極，X電極的材料為純銅，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：純銅；
②Y電極是陽極，粗銅做陽極，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
③，陽極粗銅中除了銅失電子，雜質(zhì)鐵、鎳等金屬業(yè)可以失電子，依據(jù)電子守恒，所以溶液中的c（Cu²⁺）與電解前相比變小，故答案為：變��；
（3）通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑，可以依據(jù)電解池原理設(shè)計(jì)，銅做陽極，硫酸做電解質(zhì)溶液，據(jù)此畫出裝置圖為：，故答案為：；
（4）依據(jù)電解原理和電極反應(yīng)分析，做該實(shí)驗(yàn)時(shí)卻看到碳棒上有少量氣泡產(chǎn)生，銅棒上氣泡更多且沒有被腐蝕，說明銅做陰極，說明電極和電源電極接反了，
故答案為：兩極與電源接反了，銅電極接電源的負(fù)極．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，電極判斷方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．