Question

（16分）电解原理在化学工业中有广泛的应用。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NaCl溶液，

实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：

①电解池中X电极上的电极反应是                            ，

在X极附近观察到的现象是                                  。

②Y电极上的电极反应                                      ，

检验该电极反应产物的方法是                                 。

（2）若X和Y仍均为惰性电极，a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为_____

_________________________。通过一段时间后，向所得溶液中加入16gCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为__________。        

（3） 如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：

①X电极的材料是___________，电极反应式是_________________________。

②Y电极的材料是___________，电极反应式是_________________________。

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

Answer

（1）①2H+ + 2e—= H2↑ (2分)   有气泡产生，溶液变红色 （1分）

②2Cl-—2e—= Cl2↑(2分)   用湿润的淀粉KI试纸 （1分）

（2）  0.4mol(2分)

（3）①精铜（1分），Cu2+ + 2e— = Cu (2分)

②粗铜（1分），Cu — 2e— = Cu2+(2分)

【解析】（1）惰性电极电解饱和食盐水，阳极氯离子放电，生成氯气，电极反应式为2Cl-—2e—= Cl2↑。阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，故阴极周围显碱性，电极反应式为2H+ + 2e—= H2↑。根据装置可判断，X是阴极，Y是阳极。氯气具有强氧化性，可以湿润的淀粉KI试纸检验。

（2）惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极OH－放电，生成氧气，阴极铜离子放电析出单质铜，总的反应式为CuSO4+2H2O  2Cu+O2↑+2H2SO4。16gCuO是0.2mol，这说明反应中析出了0.2mol铜，所以转移电子的物质的量是0.4mol。

（3）粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液。Y是阳极，X是阴极，所以电极反应式分别为Cu — 2e— = Cu2+、Cu2+ + 2e— = Cu。