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．请完成以下问题：（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电解池中化学反应方程式为2NaCl+2H2O 通电 . 2NaOH+H2↑+Cl2↑2NaCl+2H2O 通电 . 2NaOH+H2↑+Cl2↑．在X极附近观察到的现象是______．②检验Y电极上反应产物的方法是______．③当导线中有0.1mol的电子通过时，在标况下理论上两极可收集的气体的体积是______．（2）如要用电解方法精炼含有少量Zn、Fe、Ag、Au杂质的粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则①X电极的材料是______，电极反应式______．②精炼结束后，电解液中的金属阳离子有______，阳极泥的成分为______．③若想利用此装置在铁上镀银，则电解液a可以选用______，Y极上的电极反应式为______．

Answer 1

解答：（1）①X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，Y电极上氯离子放电生成氯气，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
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：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；放出气体，溶液变红；
②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↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，
故答案为：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
③X极是阴极，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，Y极是阳极，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，依据电子守恒，当导线中有0.1mol的电子通过时生成氢气0.05mol，生成氯气0.05mol，共生成气体0.1mol，标准状况体积为2.24L，故答案为：2.24L；
（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是精铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：精铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，以Zn²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，则沉积在电解槽底部（阳极泥）的杂质是Au、Ag，电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺，
故答案为：Zn²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺；Ag，Au；
③依据电镀原理分析，镀层做阳极Y，Y极上的电极反应为：Ag-e^-=Ag⁺，待镀金属做阴极X，含镀层金属离子的盐溶液硝酸银溶液为电解质溶液，
故答案为：AgNO₃；Ag-e^-═Ag⁺．