Question

1．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2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑．在X极附近观察到的现象是有气泡，溶液变红．
②Y电极上的电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，检验该电极反应产物的方法是把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂．
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则
①X电极的材料是纯铜，电极反应式是Cu²⁺+2e^-═Cu．
②Y电极的材料是粗铜，电极反应式是Cu-2e^-═Cu²⁺．
（3）如要用电解方法在铁上镀铜，电解液a选用CuSO₄溶液
①X电极的材料是Fe，电极反应式是Cu²⁺+2e^-═Cu．
②Y电极的材料是纯铜，电极反应式是Cu-2e^-═Cu²⁺．
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

Answer 1

分析 （1）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．
①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；
②阳极发生氧化反应，氯离子在阳极失去多少生成氯气，氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验；
（2）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，阳极发生氧化反应，Cu失去电子，阴极上发生还原反应，铜离子电子生成Cu；
（3）如要用电解方法在铁上镀铜，电解液a选用CuSO₄溶液，Fe为阴极、Cu为阳极，阳极发生氧化反应，Cu失去电子，阴极上发生还原反应，铜离子电子生成Cu．

解答 解：（1）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．
①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：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，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+2e^-═2OH^-+H₂↑；有气泡，溶液变红；
②阳极发生氧化反应，氯离子在阳极失去多少生成氯气，电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，检验氯气的方法为：把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂，
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂；
（2）电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，粗铜做阳极，精铜做阴极．
①X为阴极，则X电极材料为纯铜，电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-═Cu；
②Y电极为电解池的阳极，所以Y电极的材料是粗铜，电极反应式为：Cu-2e^-═Cu²⁺，
故答案为：粗铜；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（3）如要用电解方法在铁上镀铜，电解液a选用CuSO₄溶液，Fe为阴极、Cu为阳极，阳极发生氧化反应，Cu失去电子，阴极上发生还原反应，铜离子电子生成Cu．
①X为阴极，则X电极材料为Fe，电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-═Cu；
②Y电极为电解池的阳极，所以Y电极的材料是纯铜，电极反应式为：Cu-2e^-═Cu²⁺，
故答案为：纯铜；Cu-2e^-═Cu²⁺．

点评 本题考查电解原理及应用，关键是判断两极，掌握离子放电顺序，理解电镀池构成条件，难度中等．