题目内容
B.电解原理在化学工业中广泛的应用.如图表示一个电解池,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,同时在两边各滴入酚汰试液,则
①Y电极上的电极反应式为
②在X电极附近观察到的现象是
③要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入(或通入)
(2)如果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
②电解完成后,硫酸铜溶液的浓度
(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液1L,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,此时直流电源已输出
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入酚汰试液,则
①Y电极上的电极反应式为
2C1-=C12+2e-
2C1-=C12+2e-
.②在X电极附近观察到的现象是
溶液变红色,产生无色气泡
溶液变红色,产生无色气泡
.③要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入(或通入)
HC1(或氯化氢)
HC1(或氯化氢)
.(2)如果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
铜(或纯铜)
铜(或纯铜)
,电极反应式为Cu2++2e-→Cu
Cu2++2e-→Cu
.②电解完成后,硫酸铜溶液的浓度
变小
变小
(填“变大”、“变小”或“不变”)(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液1L,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,此时直流电源已输出
2.1
2.1
mol电子.分析:(1)电解饱和食盐水时,由电源可知,X为阴极,Y为阳极,阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子;
(2)电解精炼铜,X应为纯铜,Y为粗通;
(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液1L,阳极反应为Cu2++2e-=Cu,阴极首先析出银,然后析出铜.
(2)电解精炼铜,X应为纯铜,Y为粗通;
(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液1L,阳极反应为Cu2++2e-=Cu,阴极首先析出银,然后析出铜.
解答:解:(1)①和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:2C1-=C12+2e-;
②电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,生成氢气,促进水的电离,X极附近溶液pH增大,呈碱性,溶液变红,故答案为:溶液变红色,产生无色气泡;
③电解食盐水,阳极生成氯气,阴极生成氢气,应通入氯化氢才能恢复到原来的浓度,故答案为:HC1(或氯化氢);
(2)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:铜(或纯铜);Cu2++2e-→Cu;
②d是阳极,电解硫酸铜时,在阳极上是氢氧根离子放电,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,总的电解原理方程式为:2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4,可知溶液pH变小,故答案为:变小;
(3)由于氧化性Ag+>Cu2+,阳极首先发生Ag++e-=Ag,然后发生Cu2++2e-=Cu,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,说明Ag已经全被析出,
共转移电子应为n(Ag+)+2n(Cu2+)=2mol+
×2=2.1mol,
故答案为:2.1.
故答案为:2C1-=C12+2e-;
②电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,生成氢气,促进水的电离,X极附近溶液pH增大,呈碱性,溶液变红,故答案为:溶液变红色,产生无色气泡;
③电解食盐水,阳极生成氯气,阴极生成氢气,应通入氯化氢才能恢复到原来的浓度,故答案为:HC1(或氯化氢);
(2)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:铜(或纯铜);Cu2++2e-→Cu;
②d是阳极,电解硫酸铜时,在阳极上是氢氧根离子放电,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,总的电解原理方程式为:2CuSO4+2H2O
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(3)由于氧化性Ag+>Cu2+,阳极首先发生Ag++e-=Ag,然后发生Cu2++2e-=Cu,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,说明Ag已经全被析出,
共转移电子应为n(Ag+)+2n(Cu2+)=2mol+
3.2g |
64g/mol |
故答案为:2.1.
点评:本题考查学生电解池的工作原理知识,明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键,并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答,题目难度中等.
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