Question

（19分）電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。右圖表示一個電解池，裝有電解液c ；A、B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A、B都是惰性電極，c是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：

① B是          極（填“陰”或“陽”） B極逸出                 （填：黃綠或無色）氣體，同時B極附近溶液呈            色�！�

② 電解池中A極上的電極反應式為                     。

B極上的電極反應式為                     。

（2）如要進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，電解液c選用CuSO₄溶液，則：

① A電極的材料是     ，電極反應式是  　　　　                       。

② B電極的材料是     ，電極反應式是                                。

（說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出）

②下列說法正確的是________。

a．電能全部轉化為化學能

b．在電解精煉過程中，電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產生

c．溶液中Cu^2＋向陽極移動

d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬

（3）用惰性電極電解CuSO₄溶液。若陰極析出Cu的質量為12.8 g ，則陽極上產生的氣體在標準狀況下的體積為            L 。

（4）利用反應2Cu＋O₂＋2H₂SO₄===2CuSO₄＋2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應設計為電解池，其電解質溶液需用         　　，陽極材料是用　　　　，陰極電極反應式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（共19分）（電極方程式2分其余各1分）�。�1）① 陰極、 無色、　 紅

② 2Cl^-－2 e^- === Cl₂↑　、2H⁺+ 2e^-=== H₂↑或2 H₂O+ 2e^- = H₂↑+2OH^-

（2）① 粗銅、Cu－2e^-=== Cu²⁺　　�、� 精銅、Cu²⁺＋2e^-===Cu　　③ b、d　　　

（3）2.24 （4）H₂SO₄（aq）、　Cu、　O₂ +2 H₂O+ 4e^- = 4OH^-　　(物質用文字敘述也可以)　

【解析】（1）①根據(jù)電流方向可知，a是正極，b是負極。B電極和電源負極相連，是陰極，溶液中的氫離子得到電子生成氫氣。由于氫離子放電，破壞了陰極周圍水的電離平衡，所以陰極溶液顯堿性，即溶液顯紅色。

②A電極是陽極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，反應式為2Cl^-－2 e^- === Cl₂↑，陰極反應式是2H⁺+ 2e^-=== H₂↑。

（2）粗銅精煉時，粗銅和電源的正極相連，純銅和電源的負極相連，所以陰極和陽極的電極反應式分別是Cu²⁺＋2e^-===Cu、Cu－2e^-=== Cu²⁺；在電解過程中，部分電能轉化為熱能，所以a不正確。鋅、鋁的金屬性強于銅的，首先失去電子。Ag、Pt、Au等金屬性弱于銅的，形成陽極泥，所以選項bd正確，溶液中Cu^2＋向陰極移動，c不正確，答案選bd。

（3）生成銅是0.2mol，轉移電子是0.4mol，所以根據(jù)電子的得失守恒可知，陽極生成氧氣是0.1mol，標準狀況下的體積是2.24L。

（4）根據(jù)總反應式可知，銅失去電子，氧氣得到電子，所以陽極材料是銅。電解質溶液是稀硫酸。陰極是溶液中的氧氣得到電子，反應式是O₂ +2 H₂O+ 4e^- = 4OH^-。