Question

8．电解原理在化学工业中有广泛的应用．如上图表示一个电解池，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电极上的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，在X极附近观察到的现象是溶液变红，有气泡产生．
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用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，看是否变蓝．
（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，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu．
②Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺．
③溶液中的c（Cu²⁺）与电解前相比变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为Zn²⁺+2e^-=Zn，电解池盛放的电镀液可以是ZnCl₂溶液或ZnSO₄溶液（只要求填两种电解质溶液）．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水时，由电源可知，X为阴极，Y为阳极，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，根据电极反应式解答该题；
（2）电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则粗铜是阳极，精铜是阴极，根据电解池的工作原理来书写电极反应式并判断离子的浓度大小变化；
（3）铁上镀锌，则镀件是阴极，镀层金属是阳极，根据电解池的工作原理知识来回答．

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↑，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，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；溶液变红，有气泡产生；
②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↑，氯气可用淀粉碘化钾试纸检验，可使试纸变蓝色，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑； 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，看是否变蓝；
（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的X电极是阴极，材料是纯铜，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②电解方法精炼粗铜，电解池的Y电极是阳极，材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：粗铜；Cu-2e^-=Cu²⁺；
③电解方法精炼粗铜，阴极是Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极上先是金属锌、铁、镍等金属失电子，然后是铜失电子生成铜离子的过程，所以电解后，铜离子浓度是减小的，故答案为：减小；
（3）如利用该装置实现铁上镀锌，镀件铁是阴极，镀层金属锌是阳极，电极X极即阴极上发生的反应为：Zn²⁺+2e^-=Zn，电镀液是含有镀层金属阳离子
的盐溶液，可以是ZnCl₂溶液或是ZnSO₄溶液．
故答案为：ZnCl₂溶液；ZnSO₄溶液．

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．