Question

15．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用．現(xiàn)將設(shè)計(jì)的原電池通過(guò)導(dǎo)線與下圖中電解池相連，其中，a為電解質(zhì)溶液，X和Y是兩塊電極板，則：
（1）若X、Y均為惰性電極，a為飽和NaCl溶液，則電解時(shí)．檢驗(yàn)Y電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近Y極支管口，試紙變藍(lán)，說(shuō)明有氯氣生成．
（2）若X和Y分別為石墨和鐵，a仍為飽和的NaCl溶液，則電解過(guò)程中生成的白色固體物質(zhì)露置在空氣中可觀察到的現(xiàn)象為白色固體迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色．
（3）若要在一塊鐵片上均勻鍍鋅，則X為鐵，a為ZnCl₂等含Zn2+的可溶性鹽溶液．
（4）若X和Y均為惰性電極，a為一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4 mol．

Answer 1

分析 （1）以惰性電極電解NaCl溶液時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)氯氣的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；
（2）陽(yáng)極為鐵電極時(shí)，是活潑電極，會(huì)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，亞鐵離子不穩(wěn)定易被氧化；
（3）電鍍池中，鍍件是陰極，鍍層金屬是陽(yáng)極，電鍍液是含有鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液；
（4）根據(jù)電解質(zhì)復(fù)原的方法：出什么加什么，出多少加多少結(jié)合電子守恒來(lái)計(jì)算．

解答 解：由電解池裝置可知，Y為電解池陽(yáng)極，X為電解池陰極．
（1）以惰性電極電解NaCl溶液時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物為Cl₂，可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近Y極支管口，試紙變藍(lán)，說(shuō)明有氯氣生成，
故答案為：將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近Y極支管口，試紙變藍(lán)，說(shuō)明有氯氣生成；
（2）陽(yáng)極為鐵電極時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，所以有Fe（OH）₂生成，露置在空氣中時(shí)迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色．
故答案為：將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近Y極支管口，試紙變藍(lán)，說(shuō)明有氯氣生成；
（3）在一塊鐵片上均勻鍍鋅，則金屬鋅是陽(yáng)極，鐵片是陰極材料，電鍍液是ZnCl₂等含Zn2+的可溶性鹽溶液，故答案為：鐵；ZnCl₂等含Zn2+的可溶性鹽；
（4）電解CuSO₄溶液后補(bǔ)充CuO即可復(fù)原，而題中加入0.1 mol Cu（OH）₂才能復(fù)原，說(shuō)明CuSO₄電解完畢后又有水被電解，加入0.1 mol Cu（OH）₂相當(dāng)于加0.1 mol CuO和0.1 mol H₂O，即說(shuō)明電解了0.1 mol CuSO₄和0.1 mol H₂O，故共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子；
故答案為：0.4 mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理、構(gòu)成原電池的條件和電極反應(yīng)書寫、電解池的有關(guān)電極反應(yīng)書寫，電解精煉、電鍍等電解原理的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等．