Question

（19分）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液c ；A、B是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）若A、B都是惰性電極，c是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：

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

② 電解池中A極上的電極反應(yīng)式為                     。

B極上的電極反應(yīng)式為                     。

（2）如要進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))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(yīng)式是  　　　　                       。

② B電極的材料是     ，電極反應(yīng)式是                                。

（說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出）

②下列說(shuō)法正確的是________。

a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

b．在電解精煉過(guò)程中，電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產(chǎn)生

c．溶液中Cu^2＋向陽(yáng)極移動(dòng)

d．利用陽(yáng)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(zhì)量為12.8 g ，則陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為            L 。

（4）利用反應(yīng)2Cu＋O₂＋2H₂SO₄===2CuSO₄＋2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為電解池，其電解質(zhì)溶液需用         　　，陽(yáng)極材料是用　　　　，陰極電極反應(yīng)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(wú)色、　 紅

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

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

（3）2.24 （4）H₂SO₄（aq）、　Cu、　O₂ +2 H₂O+ 4e^- = 4OH^-　　(物質(zhì)用文字?jǐn)⑹鲆部梢?　

【解析】（1）①根據(jù)電流方向可知，a是正極，b是負(fù)極。B電極和電源負(fù)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?chē)�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(yáng)極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，反應(yīng)式為2Cl^-－2 e^- === Cl₂↑，陰極反應(yīng)式是2H⁺+ 2e^-=== H₂↑。

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

（3）生成銅是0.2mol，轉(zhuǎn)移電子是0.4mol，所以根據(jù)電子的得失守恒可知，陽(yáng)極生成氧氣是0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L。

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