题目内容

18.如图所示:甲、乙为相互串联的两电解池.试回答:
(1)甲池若为电解精炼铜装置,则A电极名称为阴极,电极材料是精铜(或纯铜),电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电解质溶液可以是CuSO4溶液或CuCl2溶液;
(2)乙池中Fe极电极反应式为2H++2e-=H2↑,若在乙池中滴入少量酚酞试液,开始电解一段时间,铁极附近呈红色;
(3)若甲池A极增重12.8g,则乙池C(石墨)极放出气体在标况下的体积为4.48L,电解后,若乙池剩余溶液为400mL,则溶液的pH=14.

分析 (1)依据电解精炼的原理是粗铜做阳极,精铜做阴极,含铜离子的电解质溶液进行电解反应,在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜;
(2)依据装置图分析可知,与电源正极相连的C电极为电解池的阳极,与电源负极连接的A电极是阴极,B为阳极,Fe为阴极;
(3)依据电极反应电子守恒计算甲池和乙池中电极产物的物质的量,乙池中依据氢离子和氢氧根离子守恒,水的离子积常数计算得到.

解答 解:(1)电解精炼的原理是粗铜做阳极,精铜做阴极,含铜离子的电解质溶液(CuSO4溶液或CuCl2溶液)进行电解反应,在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜,电极反应是Cu2++2e-═Cu,
故答案为:阴极;精铜(或纯铜); Cu2++2e-=Cu;CuSO4溶液或CuCl2溶液;
(2)依据装置图分析可知,与电源正极相连的C电极为电解池的阳极,与电源负极连接的A电极是阴极,B为阳极,Fe为阴极;Fe电极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-═H2↑,破坏水的电离平衡氢氧根离子浓度增大,铁电极附近溶液变红色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;红;       
(3)甲池A为电解池的阴极,电极反应为Cu2++2e-═Cu,增重12.8g的铜物质的量为0.2mol,转移电子物质的量为0.4mol;
乙池C(石墨)极为电解池的阳极,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑,依据电子守恒,生成氯气0.2mol,放出气体在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,Fe电极电解反应为:2H++2e-═H2↑,消耗氢离子物质的量0.4mol,依据水的电离氢离子和氢氧根离子守恒得到,生成氢氧根离子物质的量为0.4mol,c(OH-)=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L,溶液pH=14;
故答案为:4.48L;14.

点评 本题考查了电解原理,明确各个电极上放电的离子是解本题关键,再结合转移电子守恒进行计算,题目难度不大.

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