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：若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，

（1）实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①在X极附近观察到的现象是______。

②Y电极上的电极反应式是______  ，检验该电极反应产物的方法是______  。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则

①X电极的电极反应式是______  ，

②Y电极的材料是______ ，

③假若电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重 ____  克。

（3）生产中常用类似上述装置的原理来保护放置在海水中的金属器件，你认为金属器件应与___  位置相同（填“X”或“Y”），我们把这种方法叫做 ___  保护法。

Answer

有气泡冒出，溶液变红 2Cl--2e-=Cl2↑ 使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 Cu2++2e-=Cu 粗铜 1.28 X 外接电流的阴极保护法。

【解析】

根据题中图示，X接电源的负极，作阴极，由电极反应判断实验现象；根据Y接电源的正极，作阳极发生氧化反应，写出电极反应及检验产物；根据电解精炼铜的原理，阳极失电子发生氧化反应，即电源正极接粗铜；根据阴极的电极反应，求出阴极析出的金属质量；根据电解池中阴极受到保护，据此解答。

（1）若X和Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液；

①X为阴极，得电子发生还原反应，该电极上电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，有OH-生成导致溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红色，生成的氢气无色且溶液会变红色，所以看到的现象是有无色气体生成，溶液变红色；答案为有气泡冒出，，溶液由无色变红色。
②Y为阳极，失电子发生氧化反应，该电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，氯气的检验方法为把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2；答案为2Cl--2e-═Cl2↑，把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2。

（2）①电解方法精炼粗铜，X为阴极，得电子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu；答案为Cu2++2e-=Cu。
②电解方法精炼粗铜，Y为阳极，失电子发生氧化反应，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为Cu-2e-=Cu2+；答案为粗铜。

③阴极的电极反应为Cu2++2e-=Cu，转移2mol电子，析出64gCu，电路中有0.04mol电子转移，析出Cu为m(Cu)==1.28g；答案为1.28。

（3）电解池的阴极上的金属受到保护，为了保护放置在海水中的金属器件，应作阴极，接电源的负极，金属器件应与X位置相同，这种作法叫外接电流的阴极保护法；答案为X，外接电流的阴极保护法。