Question

12．电解原理在化学工业中有广泛应用．下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，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）X的电极名称是阴极．
（2）若X、Y都是惰性电极，a是硝酸钠溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊试剂，Y极上的电极反应式为2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，一段时间后，在X极附近观察到的现象是有气泡，溶液变红．
（3）若X、Y都是惰性电极，a是足量的AgNO₃溶液，写出电解过程的化学方程式4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，电解一段时间，当电极上通过的电子为0.2mol时，阴极上生成物的质量为21.5g．
（4）若要用电镀方法在铁表面镀一层金属铜，应该选择的方案是D．

方案	X	Y	a溶液
A	铜	石墨	CuSO4
B	铜	铁	CuSO4
C	铁	铜	Fe（NO3）3
D	铁	铜	CuSO4

Answer 1

分析 （1）电解池中阳极连电源的正极，阴极连接电源的正极；
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，X连接电源负极，为阴极，Y连接电源正极，为阳极．阴极发生还原反应，水在阴极放电生成氢气与氢氧根离子，酚酞遇碱变红色；阳极发生氧化反应，氢氧根离子放电生成氧气；
（3）若X、Y都是惰性电极，a是足量的AgNO₃溶液，阴极上银离子获得电子析出Ag，阳极上水电离的氢氧根离子失去电子得到氧气，阳极有硝酸生成；根据电子转移守恒计算阴极析出Ag的质量；
（4）电镀池中导出金属作阳极，镀件作阴极，电镀液含有镀层金属阴离子．

解答 解：（1）X连接电源负极，为阴极，Y连接电源正极，为阳极，故答案为：阴极；
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，X连接电源负极，为阴极，Y连接电源正极，为阳极．阳极发生氧化反应，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，阴极发生还原反应，水在阴极放电生成氢气与氢氧根离子，电极反应式为：4H₂O+4e^-═4OH^-+2H₂↑，反应生成氢气与碱，在X极附近观察到的现象是：有气泡，溶液变红，
故答案为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；有气泡，溶液变红；
（3）若X、Y都是惰性电极，a是足量的AgNO₃溶液，阴极上银离子获得电子析出Ag，阳极上水电离的氢氧根离子失去电子得到氧气，阳极有硝酸生成，电池从反应式为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，电解一段时间，当电极上通过的电子为0.2mol时，阴极上析出0.2mol Ag，析出Ag的质量为0.2mol×108g/mol=21.6g，
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ；21.6g；
（4）如要用电解方法在铁上镀铜，Fe为阴极、Cu为阳极，电解质溶液含有铜离子，可以是CuSO₄溶液等，
故选：D．

点评 本题考查电解原理及应用，根据电解本质是氧化还原反应理解工作原理与离子放电书写，掌握电化学中两极判断方法，难度中等．