Question

13．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則：
①X電極的材料是純銅，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu．
②Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-═Cu²⁺．
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑．在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有氣泡，溶液變紅．
②Y電極上的電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是把濕潤的淀粉KI試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán)，說明Y極產(chǎn)物為Cl₂．
③如直流電源使用的是氫氧燃料電池（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液），則：
正極電極反應(yīng)式為2H₂+4OHˉ-4eˉ═4H₂0
負(fù)極電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4eˉ═4OHˉ．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電解精煉銅的工作原理知識來回答；
（2）電解飽和食鹽水時，由電源可知，X為陰極，Y為陽極，陽極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子；燃料電池中，燃料為負(fù)極，氧氣為正極．

解答 解（1）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⁺；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，a為陰極，
①和電源的負(fù)極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，有氣泡產(chǎn)生，附近溶液氫氧根離子濃度增大，堿性增強(qiáng)，溶液變紅，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；有氣泡，溶液變紅；
②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是把濕潤的淀粉KI試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán)，說明Y極產(chǎn)物為Cl₂，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；把濕潤的淀粉KI試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán)，說明Y極產(chǎn)物為Cl₂；
③如直流電源使用的是氫氧燃料電池（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液），正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；負(fù)極氫氣失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識，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．