Question

电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和KCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，
则①Y电极上的电极反应式为

 

，该电极产生的现象是

 

．
②该反应的总反应化学方程式是：

 

．
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则X电极的材料是

 

，电极反应式是

 

．
（3）若用惰性电极电解500mL CuSO₄溶液，溶液中 Cu²⁺完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增加1.6g．
①要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的

 

（填加入物质的化学式）．（假设电解前后溶液的体积不变）
②溶液的pH=

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：（1）①若X、Y都是惰性电极，a是饱和KCl溶液，Y电极上氯离子放电生成氯气，X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子；
②根据阴阳极反应写出总反应；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，阳极应该是粗铜、阴极是纯铜，则X电极是纯铜、Y电极是粗铜，阴极上铜离子放电；
（3）根据电池反应式电解出的物质判断并计算析出物质的质量；根据电池反应式中铜与氢离子的关系式计算氢离子的物质的量，从而确定溶液的PH值；

解答： 解：（1）①若X、Y都是惰性电极，a是饱和KCl溶液，和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所以此电极有黄绿色气体产生，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，有黄绿色气体生成；
②阳极反应式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑，而来自于KCl，H⁺来自于H₂O，故总反应为：2KCl+2H₂O

电解  .

2KOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案为：2KCl+2H₂O

电解  .

2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，阳极应该是粗铜、阴极是纯铜，即X电极是纯铜、Y电极是粗铜，阴极发生反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）①根据电池反应式知，析出的物质是铜和氧气，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 CuO；
②2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺ 
               128g          4mol     
               1.6g         0.05mol
C（H ⁺ ）=

n

V

=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L，所以pH=1；
故答案为：CuO；1；

点评：本题考查了电解池工作原理中阴阳极的判断、电极反应式的书写等知识点，本题中利用得失电子守恒、溶液中阴阳离子所带电荷守恒是解（3）题的关键．