Question

如圖所示：甲、乙為相互串聯(lián)的兩電解池．試回答：
（1）乙池中Fe極電極反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-═H₂↑

，若在乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈

紅

色．
（2）甲池若為用電解原理精煉銅（假設(shè)粗銅的組成是均勻的，且比其活潑和不活潑的成分均存在）的裝置，則A電極材料為

精銅

，電極反應(yīng)式為

Cu²⁺+2e^-═Cu

，電解質(zhì)溶液可以是

CuSO₄

；通電一段時間后，A極增重12.8g，則甲池溶液原溶質(zhì)的濃度

減小

（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”），乙池C（石墨）極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

4.48

 L，此時乙池剩余溶液的體積為400mL，則溶液的c（OH^-）

1mol/L

．若要使乙池溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入

HCl

（填寫物質(zhì)的化學(xué)式）

14.6

g．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)電源分析，乙池中和電源正極連接的C電極為陽極，F(xiàn)e為陰極，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，A為陰極，B為陽極；
（2）依據(jù)電解精煉原理分析判斷，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質(zhì)溶液；依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒計算放出氣體體積和離子濃度，電解后溶液恢復(fù)濃度依據(jù)電解質(zhì)溶液中出什么加什么的原則，依據(jù)電解化學(xué)方程式計算得到需要加入的物質(zhì)質(zhì)量；

解答：解：（1）裝置圖分析可知乙池中和電源正極連接的C電極為陽極，F(xiàn)e為陰極，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑；溶液中氫氧根離子濃度增大，酚酞變紅；
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑，紅色；
（2）甲池若為用電解原理精煉銅，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質(zhì)溶液；甲池中A為陰極，B為陽極；所以A電極材料為精銅，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-═Cu，B電極為粗銅，Cu-2e^-═Cu²⁺，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，通電一段時間后，甲池中陽極上粗銅中的鐵、鋅、鎳等金屬失電子，溶液中銅離子得到電子析出銅，所以溶液原溶質(zhì)的濃度減�。�
A極增重12.8g為銅，物質(zhì)的量=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.4mol；
乙池中C電極為陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，陽極電極反應(yīng)為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極電極反應(yīng)：2H⁺+2e^-═H₂↑；
電池反應(yīng)為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑依據(jù)電子守恒，生成氯氣物質(zhì)的量0.2mol，反應(yīng)的氫離子物質(zhì)的量為0.4mol；
標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
依據(jù)氫離子減少和氫氧根離子增多相同，溶液中氫氧根離子濃度=

0.4mol

0.4L

=1mol/L；
依據(jù)電解池中的化學(xué)方程式可知恢復(fù)電解前溶液濃度需要通入氯化氫氣體，化學(xué)方程式分析可知，生成氯氣0.2mol，氫氣為0.2mol；
需要氯化氫物質(zhì)的量為0.4mol，質(zhì)量=0.4mol×36.5g/mol=14.6g；
故答案為：精銅，Cu²⁺+2e^-═Cu，CuSO₄，減小，4.48，1mol/L，HCl，14.6；

點評：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，電極名稱和電極計算的分析應(yīng)用，電極原理的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．