Question

電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用．如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則①Y電極上的電極反應式為

 

，檢測該電極反應產物的方法是

 

．
②該反應的總反應方程式是：

 

．
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則X電極的材料是

 

，電極反應式是

 

．
（3）若用惰性電極電解500mL CuSO₄溶液，溶液中原有溶質完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極質量增加1.6g．
①要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的

 

（填加入物質的化學式）．（假設電解前后溶液的體積不變）
②Y電極產生氣體的體積為

 

L．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①電解飽和氯化鈉溶液時，由電源可知，X為陰極，Y為陽極，陽極上是氯離子離子失電子，陰極上是氫離子得電子；氯氣具有強氧化性；
②電解氯化鈉溶液生產氯氣、氫氣和氫氧化鈉；
（2）根據電解精煉銅的工作原理知識來回答；
（3）①根據電池反應式電解出的物質判斷所加物質；
②Y極生成的氣體為氧氣，根據電解方程式計算．

解答： 解：（1）①和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗生成的氣體，氣體能使試紙變藍色，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗生成的氣體，氣體能使試紙變藍色；
②陽極上是氯離子離子失電子，陰極上是氫離子得電子，則電解總方程為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）電解方法精煉粗銅，X為陰極，電解池的陰極材料是純銅，電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：純銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）①根據電池反應式知，析出的物質是銅和氧氣，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，則需加入CuO；
故答案為：CuO；
②2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺
                 128g 32g
                 1.6g 0.4g
可知生成的氧氣為0.4g，則其物質的量為

0.4g

32g/mol

=0.0125mol，則其體積為0.0125mol×22.4L/mol=0.28L．
故答案為：0.28．

點評：本題考查學生電解池的工作原理知識，明確圖中電源的正負極確定電解池的陰陽極是解答的關鍵，并熟悉電極反應及離子的放電順序來解答，題目難度中等．