Question

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則①Y電極上的電極反應(yīng)式為

 

，檢測該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

 

．
②該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式是：

 

．
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則X電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式是

 

．
（3）若用惰性電極電解500mL CuSO₄溶液，溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極質(zhì)量增加1.6g．
①要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的

 

（填加入物質(zhì)的化學(xué)式）．（假設(shè)電解前后溶液的體積不變）
②Y電極產(chǎn)生氣體的體積為

 

L．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①電解飽和氯化鈉溶液時，由電源可知，X為陰極，Y為陽極，陽極上是氯離子離子失電子，陰極上是氫離子得電子；氯氣具有強(qiáng)氧化性；
②電解氯化鈉溶液生產(chǎn)氯氣、氫氣和氫氧化鈉；
（2）根據(jù)電解精煉銅的工作原理知識來回答；
（3）①根據(jù)電池反應(yīng)式電解出的物質(zhì)判斷所加物質(zhì)；
②Y極生成的氣體為氧氣，根據(jù)電解方程式計算．

解答： 解：（1）①和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗(yàn)氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)生成的氣體，氣體能使試紙變藍(lán)色，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)生成的氣體，氣體能使試紙變藍(lán)色；
②陽極上是氯離子離子失電子，陰極上是氫離子得電子，則電解總方程為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）電解方法精煉粗銅，X為陰極，電解池的陰極材料是純銅，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：純銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）①根據(jù)電池反應(yīng)式知，析出的物質(zhì)是銅和氧氣，要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入CuO；
故答案為：CuO；
②2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺
                 128g 32g
                 1.6g 0.4g
可知生成的氧氣為0.4g，則其物質(zhì)的量為

0.4g

32g/mol

=0.0125mol，則其體積為0.0125mol×22.4L/mol=0.28L．
故答案為：0.28．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識，明確圖中電源的正負(fù)極確定電解池的陰陽極是解答的關(guān)鍵，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來解答，題目難度中等．