Question

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液c；A、B是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連．請(qǐng)回答以下問題：
（1）若A、B都是惰性電極，c是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①B是

 

 極（填“陰”或“陽”），B極逸出

 

（填：黃綠或無色）氣體，同時(shí)B極附近溶液呈

 

色．
②電解池中A極上的電極反應(yīng)式為

 

．
B極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）如要進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，電解液c選用CuSO₄溶液，則：
①A電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式是

 

．
②B電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式是

 

．
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）
③下列說法正確的是

 

．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b．在電解精煉過程中，電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產(chǎn)生
c．溶液中Cu²⁺向陽極移動(dòng)
d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
（3）用惰性電極電解CuSO₄溶液．若陰極析出Cu的質(zhì)量為12.8g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

L．
（4）利用反應(yīng)2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為電解池，其電解質(zhì)溶液需用

 

，陽極材料是用

 

，陰極電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①根據(jù)電流方向判斷電源的正負(fù)極，再判斷出電解槽的陰陽極及B電解的產(chǎn)物、現(xiàn)象；
②A極氯離子失去電子生成氯氣，B極氫離子得到電子生成氫氣；
（2）①A極為純銅，銅離子得到電子反應(yīng)還原反應(yīng)；
②B極為純銅，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
③a．電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
b．在電解精煉過程中，陽極上金屬放電；
c．溶液中Cu²⁺向陰極移動(dòng)；
d．在陽極的底部可回收不活潑金屬；
（3）計(jì)算出銅的物質(zhì)的量，根據(jù)電子守恒進(jìn)行計(jì)算；
（4）該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以只能設(shè)計(jì)成電解池，失電子的金屬作陽極，反應(yīng)方程式中溶液為電解質(zhì)溶液，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）①根據(jù)電流方向可知，a為電源的正極，b為負(fù)極，A為電解池的陽極，B為陰極；電極B發(fā)生了還原反應(yīng)，水電離的氫離子得到電子生成無色的氫氣，電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，所以B極附近溶液呈紅色，
故答案為：陰極；無色；紅；
②A極氯離子放電，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-═Cl₂，B極氫離子得到電子，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；
（2）①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：純銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②電解方法精煉粗銅，電解池的陽極材料是粗銅，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-═Cu²⁺，
故答案為：粗銅；Cu-2e^-═Cu²⁺；
③a．電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；
b．在電解精煉過程中，陽極上金屬放電，所以電解液中伴隨有Al³⁺、Zn²⁺產(chǎn)生，故正確；
c．溶液中Cu²⁺向陰極移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
d．在陽極的底部可回收不活潑金屬，如Ag、Pt、Au，故正確；
故選：bd；　　　
（3）電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，生成1mol氧氣需要4mol電子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=

12.8g 64g/mol ×2

4

×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：2.24；
（4）該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，所以只能設(shè)計(jì)成電解池，失電子的金屬作陽極，反應(yīng)方程式中溶液為電解質(zhì)溶液，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為電解池，其電解質(zhì)溶液需用稀硫酸，陽極材料是用銅，陰極電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案為：H₂SO₄（aq）；銅；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識(shí)，明確圖中電源的正負(fù)極確定電解池的陰陽極是解答的關(guān)鍵，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來解答，題目難度中等．