Question

12．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w；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w是饱和NaCl溶液，X、Y是惰性电极材料，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Y极上的电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
在X极附近观察到的实验现象是冒出气泡，溶液变红．
②写电解饱和NaCl溶液总的离子反应方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^- ．   若电解过程中在两极生成22.4L气体（在标准况状下），则经过电流计的电子的物质的量为1mol．
（2）若要用电解方法精炼粗铜，电解质溶液W选用CuSO₄溶液（杂质发生的电极反应不必写出）．
则：①X电极的材料是纯铜或精铜；②电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu．
（3）若W仍然选用饱和NaCl溶液，X、Y分别是Fe、C棒，将X、Y用导线直接连接，则Y电极是正极（填正极或负极），电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）若X、Y都是惰性电极，W是饱和NaCl溶液，Y电极上氯离子放电生成氯气，X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气，根据电极反应式进行计算即可；
（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，阴极上铜离子放电；
（3）若W仍然选用饱和NaCl溶液，X、Y分别是Fe、C棒，将X、Y用导线直接连接，和电源的正极相连的是阳极，电极上发生失电子的氧化反应，和电源的负极相连的是阴极，该电极上发生的是还原反应，据此回答．

解答 解：（1）①若w是饱和NaCl溶液，X、Y是惰性电极材料，Y是阳极，X是阴极，Y极上的电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；在X极上发生的反应是：2H⁺+2e^-=H₂↑，该电极附近观察到的实验现象是冒出气泡，溶液变红，
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；冒出气泡，溶液变红；
②电解饱和NaCl溶液总的离子反应方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；若电解过程中在两极生成22.4L即1mol气体（在标准况状下），所以得到氢气和氯气分别是0.1mol，转移电子是1mol，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；1mol；
（2）①若要用电解方法精炼粗铜，电解质溶液W选用CuSO₄溶液，则阴极材料是纯铜或精铜；该极上发生反应：Cu²⁺+2e^-═Cu；故答案为：纯铜或精铜；Cu²⁺+2e^-═Cu；
（3）W仍然选用饱和NaCl溶液，X、Y分别是Fe、C棒，将X、Y用导线直接连接，构成原电池，发生金属铁的吸氧腐蚀，则Y电极是正极；该电极上发生反应：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．故答案为：正极；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

点评 本题考查原电池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，本题涉及电极反应式的书写、检验等知识点，知道离子放电顺序及电极反应式的书写方法，题目难度不大．