Question

下图表示一个电解池，装有电解质溶液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

①Y电极上的电极反应式                      。

②在X电极附近观察到的现象是                 。

（2）若X、Y都是惰性电极，a是浓度均为2mol·L^－1的AgNO₃与Cu(NO₃)₂的混合溶液1L，电解一段时间后，X电极上有3．2g铜析出，写出电解过程中有关反应的离子方程式                             ，此时直流电源已输出              mol电子。

（3）如果要用电解的方法精炼粗铜（含有Fe、Zn、Pt、C等杂质），电解质溶液a选用CuSO₄溶液，则：

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

②精炼完成后，硫酸铜溶液的浓度               （填“变大”、“变小”或“不变”）

（4）铅蓄电池反应的化学方程式是Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄＝2PbSO₄＋2H₂O。若以铅蓄电池为电源，用惰性电极电解CuSO₄溶液，在电解过程中生成11．2LO₂（标准状况），则铅蓄电池中消耗的硫酸的物质的量为                。

Answer

（13分）

（1）①2Cl——2e—= Cl2 ↑；②气体放出，溶液变红；

（2） 4Ag+＋2H2O=4Ag＋O2↑＋4 H＋；2Cu2+＋2H2O=2Cu＋O2↑＋4 H＋；2．1 mol

（3）①纯铜；Cu2+＋2e—= Cu；②变小；

（4）2 mol

【解析】

试题分析：：（1）①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↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；

②和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：放出气体，溶液变红；

（2）由于氧化性Ag+＞Cu2+，阳极首先发生Ag++e-=Ag，然后发生Cu2++2e-=Cu，所以电解过程中有关反应的离子方程式4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，电解一段时间后X电极上有3．2g铜析出，说明Ag已经全被析出，共转移电子应为n（Ag+）+2n（Cu2+）=2mol+×2=2．1mol，故答案为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，2．1；

（3）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜； Cu2++2e-=Cu；

②精炼粗铜（含有Fe、Zn、Pt、C等杂质），阳极为粗铜先是锌、铁失电子生成离子，而阴极是溶液中的铜离子得电子析出铜单质，则硫酸铜溶液的浓度变小，故答案为：变小；

（4）用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极上是氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，n（O2）==0．5mol，转移0．5mol×4=2mol电子，由方程式可知Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，消耗2mol硫酸，故答案为：2mol

考点：考查了电解原理的分析应用的相关知识。