Question

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連．請(qǐng)回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①X是

 

極（填“陰”或“陽(yáng)”），X極逸出

 

（填“黃綠色”或“無(wú)色”）氣體，同時(shí)X極附近溶液呈

 

色．
②電解池中Y極上的電極反應(yīng)式為

 

．X極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）如要進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉（得到純銅），電解液a選用CuSO₄溶液，則：
①Y電極的材料是

 

（填“粗銅”或“純銅”）．
②X電極的電極反應(yīng)式是

 

．
③下列說法正確的是

 

．（錯(cuò)選不得分）
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能       
b．在電解精煉過程中，電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產(chǎn)生
c．溶液中Cu²⁺向陽(yáng)極移動(dòng)       
d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
（3）利用反應(yīng)2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為電解池，其電解質(zhì)溶液需用

 

，陽(yáng)極材料是用

 

，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：

分析：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，Y為陽(yáng)極電極上氯離子放電生成氯氣，氯氣可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，X為陰極電極上氫離子放電，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子，遇到酚酞試液會(huì)變紅；
（2）①如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，陽(yáng)極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅，則X電極是純銅、Y電極是粗銅，
②X為陰極，陰極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；
③a．電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
b．在電解精煉過程中，陽(yáng)極上金屬放電；
c．溶液中Cu²⁺向陰極移動(dòng)；
d．在陽(yáng)極的底部可回收不活潑金屬；
（3）該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以只能設(shè)計(jì)成電解池，失電子的金屬作陽(yáng)極，反應(yīng)方程式中溶液為電解質(zhì)溶液，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答： 解：（1）①若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，X為陰極電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子，遇到酚酞試液會(huì)變紅，故答案為：陰極；無(wú)色；紅；
②Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，X為陰極電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）①電解精煉中，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，
Y是陽(yáng)極，則Y極材料是粗銅，陽(yáng)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：粗銅；
②X為陰極，陰極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；陰極上銅離子的放電能力大于氫離子的放電能力，所以陰極上析出銅，故電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu；
故答案為：Cu²⁺+2e^-═Cu；
③a．電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；
b．在電解精煉過程中，陽(yáng)極上金屬放電，所以電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產(chǎn)生，故正確；
c．溶液中Cu²⁺向陰極移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
d．在陽(yáng)極的底部可回收不活潑金屬，如Ag、Pt、Au，故正確；
故選bd；
（3）該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以只能設(shè)計(jì)成電解池，失電子的金屬作陽(yáng)極，反應(yīng)方程式中溶液為電解質(zhì)溶液，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為電解池，其電解質(zhì)溶液需用稀硫酸，陽(yáng)極材料是用銅，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Cu-2e^-═Cu²⁺，
故答案為：硫酸溶液；銅；Cu-2e^-═Cu²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解原理，涉及電極反應(yīng)式的書寫，知道離子放電順序及電極反應(yīng)式的書寫方法，正確判斷陰陽(yáng)極及電極反應(yīng)是解本題關(guān)鍵．