Question

(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为                                         。

在X极附近观察到的现象是                                             。　

②Y电极上的电极反应式为                                                 ，

检验该电极反应产物的方法是                                             。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则

①X电极的材料是           ，电极反应式是                              。

②Y电极的材料是            ，电极反应式是                             。

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示.

①该电解槽的阳极反应式是____________________________.

②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因                              

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________(填写“A”或“B”)导出

 

Answer 1

【答案】

（11分）⑴①2H⁺ + 2e ^- = H₂↑   放出气体，溶液变红。

 ②2Cl ^- - 2e ^- = Cl₂ ↑    析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。

⑵①纯铜 Cu²⁺ + 2e ^- = Cu         ②粗铜Cu - 2e ^- = Cu²⁺   

（3）①4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O ，②2H⁺ + 2e ^- = H₂↑使H⁺浓度减小   ③B

【解析】

试题分析：（1）①X和电源的负极相连，做阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H⁺ + 2e ^- = H₂↑。由于随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，所以阴极周围溶液显碱性，溶液变成红色。

②Y电极和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式是2Cl ^- - 2e ^- = Cl₂↑。由于氯气具有强氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，据此可以检验，即析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。

（2）粗铜精炼时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，硫酸铜做电解质溶液，所以X是纯铜，电极反应式是Cu²⁺ + 2e ^- = Cu。Y电极是粗铜，电极反应式是Cu - 2e ^- = Cu²⁺。

（3）①阳极是溶液中的OH^－离子放电生成氧气，电极反应式是4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O。

②阴极氢离子放电失去氢气，电极反应式为2H⁺ + 2e ^- = H₂↑。由于随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，使H⁺浓度减小，OH^－浓度增大，溶液显碱性。

③由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过，而OH^－在阴极生成。根据装置图可知，B电极是阴极，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口B导出。

考点：考查电解原理的综合应用

点评：电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时，首先判断阳极电极材料。如果是活性电极，则电极本身失去电子。如果是惰性电极，则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子，所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。