Question

如圖，X和Y均為石墨電極：
（1）若電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水，電解反應的離子方程式為：

 

；電解過程中

 

極（填陰或陽）附近會出現紅色；
（2）若電解液為500mL含A溶質的某藍色溶液，電解一段時間，觀察到X電極表面有紅色固態(tài)物質生成，Y電極有無色氣體生成；當溶液中原有溶質完全電解后，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g．
①電解后溶液的pH=

 

；要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的

 

（填物質的化學式）（假設電解前后溶液的體積不變）．
②請你推測原溶液中所含的酸根離子可能是

 

；并設計實驗驗證你的推測，寫出實驗的操作步驟、現象和結論

 

．

Answer 1

分析：（1）X和Y均為石墨電極，電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，依據反應過程寫出離子方程式；電解過程中陰極負極氫離子得到電子生成氫氣，水的電離被破壞，氫氧根離子濃度增大；
（2）①根據電解后所得到的硫酸的量確定氫離子的量，并計算濃度得到溶液pH；電解池中，有金屬析出的電極是陰極，根據電解池的工作原理來回答；
②根據硫酸根離子可以和鋇離子反應生成白色不溶于硝酸的沉淀來檢驗．

解答：解：（1）電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水，陰極上是氫離子得電子，生成氫氣，氫離子濃度減小，則堿性增強，所以該極區(qū)遇到酚酞顯示紅色，發(fā)生反應為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；陰；
（2）根據溶液和析出金屬的顏色可以知道電解的是銅鹽溶液，在陽極Y上放出氧氣，在陰極X上析出金屬銅．
①電解硫酸銅溶液，電極X（陰極）的電極反應方程式是Cu²⁺+2e^-═Cu，陽極Y上4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，當生成金屬銅為1.6g時，即生成金屬銅的物質的量是0.025mol，此時生成硫酸的物質的量是0.025mol，氫離子濃度是

0.025×2mol

0.5L

=0.1mol/L，溶液pH=1；電解過程中依據出什么加什么原則，電解過程中析出銅和氧氣，所以要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)加入氧化銅或碳酸銅可以恢復溶液濃度；
故答案為：1；CuO或CuCO₃；
②根據兩極上的現象，可以推知電解的是可溶性的銅鹽溶液，陰離子可以是SO₄^2-或NO₃^?，硫酸根離子的檢驗方法：取少量的待測液于試管中，滴加一定量的鹽酸無明顯現象，繼續(xù)滴加氯化鋇溶液，若有白色沉淀產生則證明原溶液中有SO₄^2-，或：硝酸根離子，取少量待測液于試管中，滴加濃硫酸，再撒入銅粉，若有紅棕色氣體產生，則證明含有硝酸根離子，
故答案為：SO₄^2-或NO₃^?；取少量的待測液于試管中，滴加一定量的鹽酸無明顯現象，繼續(xù)滴加氯化鋇溶液，若有白色沉淀產生則證明原溶液中有SO₄^2-或：硝酸根離子，取少量待測液于試管中，滴加濃硫酸，再撒入銅粉，若有紅棕色氣體產生，則證明含有硝酸根離子．

點評：本題考查學生電解池的工作原理以及應用知識，注意知識的歸納和整理是解題的關鍵，難度不大．