Question

如图为相互串联的甲、乙两电解池，其中甲池为电解精炼铜的装置。

试回答下列问题：

（1）A是________极，材料是________，电极反应为_____________，B是________极，材料是________，主要电极反应为_________________，电解质溶液为________。

（2）乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后Fe极附近溶液呈________色。

（3）常温下，若甲池中阴极增重12.8 g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为________。若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为________，pH为________。

Answer

阴 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 阳 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ CuSO4溶液(其他合理答案也可) 红 4.48 L 1.0 mol/L 14

【解析】

(1)依据电解精炼铜的原理是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液进行电解反应，据此分析解答；

(2)依据装置图，与电源正极相连的石墨电极为电解池的阳极，与电源负极连的Fe为阴极，据此分析解答；

(3)依据电极反应和电子守恒计算甲池和乙池中电极产物的物质的量，乙池中依据氢离子和氢氧根离子守恒，水的离子积常数计算得到c(OH-)和pH。

(1)电解精炼铜的原理为：粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液(如CuSO4溶液)进行电解反应，在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应是Cu2++2e-═Cu，在阳极上Cu失去电子生成铜离子，电极反应是Cu-2e-═Cu2+，故答案为：阴；精铜(或纯铜)； Cu2++2e-=Cu；阳；粗铜；Cu-2e-═Cu2+；CuSO4溶液；

(2)依据装置图分析可知，与电源正极相连的石墨电极为电解池的阳极，与电源负极连接的铁电极是阴极，Fe电极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H++2e-═H2↑，破坏水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，铁电极附近滴入少量酚酞溶液，溶液变红色，故答案为：红；

③甲池中A为电解池的阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，12.8g铜的物质的量为0.2mol，增重12.8 g铜转移0.4mol电子；乙池C(石墨)极为电解池的阳极，电极反应为：2Cl--2e-═Cl2↑，依据得失电子守恒，生成氯气0.2mol，放出的氯气在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，Fe电极电解反应为：2H++2e-═H2↑，消耗氢离子物质的量0.4mol，依据水的电离氢离子和氢氧根离子守恒得到，生成氢氧根离子的c(OH-)==1mol/L，溶液pH=14，故答案为：4.48L；1mol/L；14。