Question

17．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用．現(xiàn)將你設(shè)計(jì)的原電池通過導(dǎo)線與圖1中電解池相連，其中，a為電解液，X和Y是兩塊電極板，則：
（1）若X、Y依次為銅和鐵，a仍為CuSO₄溶液，且反應(yīng)過程中未生成Fe³⁺，則Y極的電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺
（2）若用此裝置電解精煉銅，粗銅做陽極，電解液CuSO₄的濃度減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）．
（3）PbO₂可以通過石墨為電極，Pb（NO₃）₂ 和Cu（NO₃）₂的混合溶液為電解液電解制�。�陽極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Pb²⁺+2e^-=Pb↓．
（4）如圖2：A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸．

比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序?yàn)锽、A、C（填字母序號）．

Answer 1

分析 （1）若X、Y依次為銅和鐵，a仍為CuSO₄溶液，判斷X為陰極，Y為陽極，且反應(yīng)過程中未生成Fe³⁺，陽極鐵失電子生成亞鐵離子；
（2）依據(jù)電極精煉銅是粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液，粗銅中含有的雜質(zhì)金屬鐵、鎳、鋅等電解過程中也會失電子，所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減��；
（3）陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子；若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb；
（4）已知金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe＞Sn，則A發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕，C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，以此解答．

解答 解：（1）若X、Y依次為銅和鐵，a仍為CuSO₄溶液，判斷X為極，Y為陽極，且反應(yīng)過程中未生成Fe³⁺，陽極鐵失電子生成亞鐵離子，則Y極電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）電極精煉銅是粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液，粗銅中含有的雜質(zhì)金屬鐵、鎳、鋅等電解過程中也會失電子，所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小，
故答案為：粗銅；減小；
（3）陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb，陰極電極反應(yīng)式為Pb²⁺+2e^-=Pb↓，
故答案為：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；Pb²⁺+2e^-=Pb↓；
（4）A發(fā)生化學(xué)腐蝕，B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕，C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，則A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是B、A、C，
故答案為：B、A、C．

點(diǎn)評 題目看出來原電池、電解池相關(guān)知識，是對學(xué)生綜合能力考查，（3）中電解液中不加入Cu（NO₃）₂時(shí)陰極反應(yīng)為易錯(cuò)點(diǎn)，掌握離子放電順序是關(guān)鍵，題目難度中等．