Question

12．电解原理在化学工业中有广泛应用．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
①电解池中X极上的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑．
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将湿润的淀粉碘化钾试纸接近出气口，如果试纸变蓝色就说明生成氯气．
③该反应的总反应化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+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⁺．

Answer 1

分析 （1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，Y电极与电源正极相连为阳极，氯离子放电生成氯气，氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子；
（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，阳极是铜失电子被氧化成铜离子进入溶液中．

解答 解：（1）①若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，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↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，Y电极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯气具有氧化性，能氧化碘离子生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸接近出气口，如果试纸变蓝色就说明生成氯气；
③X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，Y电极上氯离子放电生成氯气，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（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，则与电源负极相连的阴极X是纯铜，阴极是铜离子放电，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，与电源正极相连的阳极Y是粗铜，阳极发生反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案为：纯铜； Cu²⁺+2e^-=Cu；粗铜；Cu-2e^-=Cu²⁺．

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等知识点，注意离子放电顺序及电极反应式的书写，题目难度不大．