题目内容

4.电解原理在化学工业中有广泛应用.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,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则 电解池中Y极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑.在X极附近观察到的现象是生成无色气体,溶液变红.
(2)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,X电极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu,在X极附近观察到的现象是有红色物质生成.
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是精铜,电极反应式是Cu2++2e-=Cu.

分析 (1)电解饱和食盐水时,阴极上是氢离子得电子,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红;阳极上是氯离子失电子,氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝;
(2)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电,电解生成金属铜,硫酸和氧气;
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极应该是粗铜、阴极是纯铜,则X电极是纯铜、Y电极是粗铜,阴极上铜离子放电.

解答 解:(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↑,和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↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,生成无色气体,滴入几滴酚酞试液会变红,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;生成无色气体,溶液变红;
(2)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,X电极为阴极,阴极上铜离子放电生成Cu,Cu2++2e-=Cu,所以在X极附近观察到的现象是有红色物质生成,
故答案为:Cu2++2e-=Cu;有红色物质生成;
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极应该是粗铜、阳极发生反应为:Cu-2e-=Cu2+,阴极是纯铜,则X电极是精铜、Y电极是粗铜,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,
故答案为:精铜; Cu2++2e-=Cu.

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,涉及电极反应式的书写、反应现象等知识点,注意离子放电顺序及电极反应式的书写方法,题目难度不大.

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