如圖為電解裝置,X、Y為電極材料,a為電解質(zhì)溶液。
(1)若a為含有酚酞的KCl溶液,X為Fe,Y為石墨,電解一段時間后:
X電極附近可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ;
寫出Y電極的電極反應(yīng)式 。
(2)若要實(shí)現(xiàn)Cu +H2SO4=CuSO4+H2↑,
則Y電極材料是 ;
寫出X電極的電極反應(yīng)式 。
(3)若要利用該裝置在鐵制品表面鍍上一層銀,則a為 ,反應(yīng)前兩電極的質(zhì)量相等,反應(yīng)后電極質(zhì)量相差2.16g,則該過程理論上通過電流表的電子數(shù)為 。
(4)若X、Y均為惰性電極,a為NaOH溶液,電解一段時間后,溶液的pH (填“增大”“不變”“減小”),若要使溶液恢復(fù)原來的狀態(tài),可往溶液中加入 。
(1)電極表面產(chǎn)生氣體,附近溶液變紅 2分 2Cl- -2e-=Cl2↑ 2分
(2)Cu (1分) 2H++2e-=H2↑ 2分
(3)AgNO3溶液 (1分) 0.01NA或6.02×1021 2分
(4)增大 H2O 各2分
【解析】
試題分析:根據(jù)裝置可知,該裝置是電解池,Y電極與電源的正極相連,做陽極,X電極與電源的負(fù)極相連,做陰極。
(1)若a為含有酚酞的KCl溶液,X為Fe,Y為石墨,則陽極Y是溶液中的氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl- -2e-=Cl2↑;X電極是溶液中的氫離子放電生成氫氣,由于氫離子放電破壞了陰極周圍水的電離平衡,所以陰極周圍溶液中OH-濃度大于氫離子濃度,溶液顯堿性,則X電極附近可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是電極表面產(chǎn)生氣體,附近溶液變紅。
(2)根據(jù)反應(yīng)式Cu +H2SO4=CuSO4+H2↑可知,銅失去電子,溶液中的氫離子得到電子,所以若要實(shí)現(xiàn)Cu +H2SO4=CuSO4+H2↑,則銅做陽極,因此Y電極材料是銅,X電極是陰極,溶液中的氫離子放電,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。
(3)電鍍時待鍍金屬做陰極,鍍層金屬做陽極,含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液,所以若要利用該裝置在鐵制品表面鍍上一層銀,則a為硝酸銀溶液。反應(yīng)前兩電極的質(zhì)量相等,反應(yīng)后電極質(zhì)量相差2.16g,這說明陽極銀有1.08g失去電子,而陰極有1.08g銀析出,所以該過程理論上通過電流表的電子數(shù)為×6.02×1023/mol=6.02×1021。
(4)若X、Y均為惰性電極,a為NaOH溶液,則陽極是溶液中的OH-放電,陰極是氫離子放電,這說明相當(dāng)于是電解水,所以電解一段時間后,氫氧化鈉的濃度增大,溶液的pH增大。由于相當(dāng)于電解水,所以若要使溶液恢復(fù)原來的狀態(tài),可往溶液中加入水。
考點(diǎn):考查電化學(xué)原理的有關(guān)應(yīng)用、判斷和計(jì)算
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