Question

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連．請(qǐng)完成以下問(wèn)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)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
①電解池中化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．在X極附近觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②檢驗(yàn)Y電極上反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

 

．
③當(dāng)導(dǎo)線中有0.1mol的電子通過(guò)時(shí)，在標(biāo)況下理論上兩極可收集的氣體的體積是

 

．
（2）如要用電解方法精煉含有少量Zn、Fe、Ag、Au雜質(zhì)的粗銅，
電解液a選用CuSO₄溶液，則
①X電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式

 

．
②精煉結(jié)束后，電解液中的金屬陽(yáng)離子有

 

，陽(yáng)極泥的成分為

 

．
③若想利用此裝置在鐵上鍍銀，則電解液a可以選用

 

，Y極上的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：

分析：（1）電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，氯氣能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，陽(yáng)極電子守恒和電極反應(yīng)計(jì)算；
（2）①根據(jù)電解精煉銅的工作原理知識(shí)來(lái)回答；
②金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閆n＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在電解過(guò)程中Ag、Au不會(huì)失去電子，而是形成陽(yáng)極泥，根據(jù)電解原理來(lái)解答；
③依據(jù)電鍍?cè)�理分析，鍍層做�?yáng)極，待鍍金屬做陰極，含鍍層金屬離子的鹽為電解質(zhì)溶液．

解答： （1）①X電極上氫離子放電，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子，Y電極上氯離子放電生成氯氣，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
和電源的負(fù)極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，滴入幾滴酚酞試液會(huì)變紅，故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；放出氣體，溶液變紅；
②和電源的正極相連的電極Y極是陽(yáng)極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，可以用于氯氣的檢驗(yàn)，
故答案為：把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色；
③X極是陰極，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，Y極是陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，依據(jù)電子守恒，當(dāng)導(dǎo)線中有0.1mol的電子通過(guò)時(shí)生成氫氣0.05mol，生成氯氣0.05mol，共生成氣體0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況體積為2.24L，故答案為：2.24L；
（2）①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是精銅，電解池的陽(yáng)極材料是粗銅，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：精銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②作陽(yáng)極的粗銅中的銅以及比銅活潑的金屬失去電子進(jìn)入溶液，以Zn²⁺，F(xiàn)e²⁺，Cu²⁺的形式進(jìn)入溶液中；比銅不活潑的金屬Au、Ag不會(huì)失去電子，以單質(zhì)的形成沉入電解槽形成“陽(yáng)極泥”，則沉積在電解槽底部（陽(yáng)極泥）的雜質(zhì)是Au、Ag，電解一段時(shí)間后，電解液中的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺，
故答案為：Zn²⁺，F(xiàn)e²⁺，Cu²⁺；Ag，Au；
③依據(jù)電鍍?cè)�理分析，鍍層做�?yáng)極Y，Y極上的電極反應(yīng)為：Ag-e^-=Ag⁺，待鍍金屬做陰極X，含鍍層金屬離子的鹽溶液硝酸銀溶液為電解質(zhì)溶液，
故答案為：AgNO₃；Ag-e^-═Ag⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池原理，涉及電極反應(yīng)式的書寫、氯氣的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，知道離子放電順序及電極反應(yīng)式的書寫方法、氯氣的檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象，題目難度不大．