Question

18．电解原理在化学工业中有广泛的应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，且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，电解液a是饱和NaCl溶液，
①X电极上的电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
②Y电极上的电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：
①X电极的材料是精铜，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⁺．（说明：杂质发生的电极反应不必写出．）
③假若电路中有0.04mol e^-通过时，则阴极增重1.28g．
（3）欲在电槽中实现铁上镀锌，
①X电极的材料是Fe，电极反应式是Zn²⁺+2e^-=Zn．
②Y电极的材料是Zn，电极反应式是Zn-2e^-=Zn²⁺．
③电镀液a可以是ZnSO₄或ZnCl₂（只要求填两种电解质溶液）．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，溶液中氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞变红色；
（2）根据电解精炼铜的工作原理知识：阳极是粗铜，发生氧化反应，阴极是纯铜，发生还原反应来回答；
（3）电镀原理：镀件是阴极，镀层金属是阳极，电镀液是含有镀层金属阳离子的盐．

解答 解：（1）①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↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极X材料是纯铜，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：精铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：粗铜；Cu-2e^-=Cu²⁺；
③若电路中有0.04mole^-通过时，阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，则阴极增重0.02mol×64g/mol=1.28g，故答案为：1.28；
（3）①欲在电槽中实现铁上镀锌，则阴极X材料是Fe，发生反应：Zn²⁺+2e^-=Zn，故答案为：Fe；Zn²⁺+2e^-=Zn；
②阳极材料是金属锌，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案为：Zn；Zn-2e^-=Zn²⁺；
③电镀液是含有锌离子的可溶性的盐，如ZnSO₄、ZnCl₂等，故答案为：ZnSO₄；ZnCl₂．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，粗铜精炼原理分析，可以根据所学知识进行回答，难度不大．