Question

电化学原理在化学工业中有广泛的应用。

请根据下图回答问题：

（1）装置Ⅰ中的X电极的名称是              ，Y电极的电极反应式为            ,工作一段时间后，电解液的pH将           （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）若装置Ⅱ中a、b均为Pt电极，W为400 mL滴有几滴酚酞的饱和NaCl溶液（电解前后溶液体积不变）。

①实验开始后，观察到b电极周围溶液变红色，其原因是                 （用电极反应式表示）；检验a电极产物的方法是                ；

②常温下，当Y极反应消耗标准状况下的气体2.24L时，装置Ⅱ中得到溶液的pH为          。

（3）若利用装置Ⅱ进行铜的精炼，则a电极的材料为             ，工作一段时间后装置Ⅱ电解液中c(Cu²⁺)将           （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）若装置Ⅱ为在铁棒上镀银的装置，电极a上发生的反应为              ，电解池盛放的电解液W可以是          。

Answer

（1）负极 O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣ 减小

（2）①2H++2e﹣＝H2↑（或2 H2O+2e﹣＝H2↑+ 2OH﹣）

将湿润的淀粉碘化钾试纸放在a电极的出气口附近②14

（3）粗铜 减小

（4）Ag－e－=== Ag＋ AgNO3溶液（每空1分）

【解析】

试题分析：（1）甲烷所在的电极为负极，通入空气的电极为正极，在碱性环境中氧气得到电子生成氢氧根例子，电极反应为： O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣ ；因为甲烷失去电子后消耗氢氧根离子生成碳酸根离子，所以溶液的pH减小。（2）①电解时a为阳极，b为阴极，b极溶液中的氢离子反应生成氢气，溶液中的氢氧根离子浓度增大，显碱性，溶液变红，2H++2e﹣＝H2↑（或2 H2O+2e﹣＝H2↑+ 2OH﹣）；a极是溶液中的氯离子失去电子生成氯气，检验氯气可以用将湿润的淀粉碘化钾试纸放在a电极的出气口附近，现象为试纸变蓝。②当Y极消耗2.24升气体，Y为氧气，当1摩尔氧气反应得到4摩尔电子，所以有2.24升氧气反应，转移0.4摩尔电子，装置Ⅱ中产生0.04摩尔氢氧化钠，氢氧化钠的浓度为0.04/0.4=0.1mol/L，所以溶液的pH=14。（3）若用装置Ⅱ为铜的精炼，则a为阳极，是粗铜，工作一段时间后，因为有杂质金属溶解，所以溶液中的铜离子浓度减小。（4）若用装置Ⅱ为铁棒镀银，则a为阳极，是银，电极反应为Ag－e－=== Ag＋ ；溶液为 AgNO3溶液。

考点：原电池和电解池的原理的应用