Question

13．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）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⁺．
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
（2）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↑．在X极附近观察到的现象是有气泡，溶液变红．
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把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂．
③如直流电源使用的是氢氧燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），则：
正极电极反应式为2H₂+4OHˉ-4eˉ═4H₂0
负极电极反应式为O₂+2H₂O+4eˉ═4OHˉ．

Answer 1

分析 （1）根据电解精炼铜的工作原理知识来回答；
（2）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；燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极．

解答 解（1）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，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，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：粗铜；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，a为阴极，
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↑，有气泡产生，附近溶液氢氧根离子浓度增大，碱性增强，溶液变红，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；有气泡，溶液变红；
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↑，检验该电极反应产物的方法是把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl₂；
③如直流电源使用的是氢氧燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），正极氧气得电子发生还原反应，2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；负极氢气失去电子发生氧化反应，O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．