Question

如图，X和Y均为石墨电极：
（1）若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为：

 

；电解过程中

 

极（填阴或阳）附近会出现红色；
（2）若电解液为500mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色固态物质生成，Y电极有无色气体生成；当溶液中原有溶质完全电解后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g．
①电解后溶液的pH=

 

；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的

 

（填物质的化学式）（假设电解前后溶液的体积不变）．
②请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是

 

；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论

 

．

Answer 1

分析：（1）X和Y均为石墨电极，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，依据反应过程写出离子方程式；电解过程中阴极负极氢离子得到电子生成氢气，水的电离被破坏，氢氧根离子浓度增大；
（2）①根据电解后所得到的硫酸的量确定氢离子的量，并计算浓度得到溶液pH；电解池中，有金属析出的电极是阴极，根据电解池的工作原理来回答；
②根据硫酸根离子可以和钡离子反应生成白色不溶于硝酸的沉淀来检验．

解答：解：（1）电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，阴极上是氢离子得电子，生成氢气，氢离子浓度减小，则碱性增强，所以该极区遇到酚酞显示红色，发生反应为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；阴；
（2）根据溶液和析出金属的颜色可以知道电解的是铜盐溶液，在阳极Y上放出氧气，在阴极X上析出金属铜．
①电解硫酸铜溶液，电极X（阴极）的电极反应方程式是Cu²⁺+2e^-═Cu，阳极Y上4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，当生成金属铜为1.6g时，即生成金属铜的物质的量是0.025mol，此时生成硫酸的物质的量是0.025mol，氢离子浓度是

0.025×2mol

0.5L

=0.1mol/L，溶液pH=1；电解过程中依据出什么加什么原则，电解过程中析出铜和氧气，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态加入氧化铜或碳酸铜可以恢复溶液浓度；
故答案为：1；CuO或CuCO₃；
②根据两极上的现象，可以推知电解的是可溶性的铜盐溶液，阴离子可以是SO₄^2-或NO₃^?，硫酸根离子的检验方法：取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO₄^2-，或：硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再撒入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子，
故答案为：SO₄^2-或NO₃^?；取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO₄^2-或：硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再撒入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子．

点评：本题考查学生电解池的工作原理以及应用知识，注意知识的归纳和整理是解题的关键，难度不大．