Question

电解原理在化学工业中有广泛的应用．图1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

 

，在X极附近观察到的现象是

 

．电解液中向X极方向移动的离子是

 

．
②Y电极上的电极反应式为

 

，
（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

 

②Y电极的电极反应式为

 

（说明：杂质发生的反应不必写出．）
③溶液中的c（Cu²⁺）与电解前相比

 

 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）甲同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄（稀）=CuSO₄+H₂↑．请在图2方框中画出能够实现这一反应的正确装置图（作必要的标注）；而乙同学做该实验时却看到碳棒上有少量气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，其原因是

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（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，依据电解原理和离子的移动方向，离子放电顺序分析；
（2）依据电解精炼铜的原理分析，粗铜做阳极，纯铜做阴极，电解质溶液含铜离子，根据电解原理书写电极反应；
（3）电解过程可以使不能进行的反应设计成电解过程进行，铜做阳极，硫酸做电解质溶液通电电解能发生该反应；乙同学做该实验时却看到碳棒上有少量气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，说明铜做阴极．

解答： 解：（1）若X、Y都是惰性电极，X与电源负极连接做电解池阴极，Y与电源正极连接做电解池的阳极；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，Na⁺、H⁺移向阴极X，氢离子得到电子生成氢气，破坏水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，氢氧根离子和氯离子移向阳极Y，氯离子失电子生成氯气；
①电解池中X极上的电极反应是氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，钠离子和氢离子移向阴极X，氢离子得到电子生成氢气，破坏水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，溶液变红色，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；有气体放出，溶液变红色；Na⁺、H⁺；
②Y电极上氢氧根离子和氯离子移向阳极Y，氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）电解精炼铜的原理分析，粗铜做阳极，纯铜做阴极，电解质溶液含铜离子；
①X是阴极，X电极的材料为纯铜，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：纯铜；
②Y电极是阳极，粗铜做阳极，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
③，阳极粗铜中除了铜失电子，杂质铁、镍等金属业可以失电子，依据电子守恒，所以溶液中的c（Cu²⁺）与电解前相比变小，故答案为：变小；
（3）通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄（稀）=CuSO₄+H₂↑，可以依据电解池原理设计，铜做阳极，硫酸做电解质溶液，据此画出装置图为：，故答案为：；
（4）依据电解原理和电极反应分析，做该实验时却看到碳棒上有少量气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，说明铜做阴极，说明电极和电源电极接反了，
故答案为：两极与电源接反了，铜电极接电源的负极．

点评：本题考查了电解原理的分析应用，主要是电极反应，电极判断方法，掌握基础是关键，题目难度中等．