Question

16．
（1）氫氣被看做是理想的“綠色能源”．用高壓氫氣、氧氣制作氫氧燃料電池是利用氫能的一種重要方式．請寫出氫氧燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的電極反應式．
正極O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
負極2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O．
（2）電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用．如圖表示一個電解池，其中a為電解質(zhì)溶液，X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連．請回答以下問題：
①Y的電極名稱是陽極（填寫“陽極”或“陰極”）．
②若X、Y都是惰性電極，a是飽和食鹽水，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，一段時間后，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)榧t色，如何檢驗Y極上的產(chǎn)物：濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍．（試劑及現(xiàn)象）
（3）若X、Y都是惰性電極，a是CuSO₄溶液，電解一段時間后，陽極上產(chǎn)生氣體的體積為4.48L（標準狀況下），則陰極上析出金屬的質(zhì)量為25.6g．
（4）若要用該裝置電解精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則X電極的材料是
精銅，Y電極的材料是粗銅．
（5）若要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀，應該選擇的方案是A．

方案	X	Y	a溶液
A	鐵	銀	AgNO3
B	鐵	銀	Fe（NO3）3
C	銀	鐵	AgNO3
D	銀	石墨	AgNO3

Answer 1

分析 （1）氫氧燃料堿性電池中，負極上通入燃料，燃料失電子和氫氧根離子反應生成水，正極上通入氧氣，氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，Y電極上氯離子放電生成氯氣，X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極銅離子得到電子生成銅，依據(jù)電極反應和電子守恒計算得到；
（4）電解精煉粗銅做陽極，精銅做陰極，電解液a選用CuSO₄溶液；
（5）依據(jù)電鍍原理分析判斷，鍍層金屬做陽極，待鍍金屬做陰極，電解質(zhì)溶液中含鍍層離子．

解答 解：（1）氫氧燃料堿性電池中，負極上氫氣失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，其電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O；
（2）①Y連接電源的正極，為電解池的陽極，故答案為：陽極；
②若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，觀察是否變藍，
和電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強，滴入幾滴酚酞試液會變紅，
故答案為：溶液由無色變?yōu)榧t色；濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍；
（3）若X、Y都是惰性電極，a是CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極銅離子得到電子生成銅，依據(jù)電極反應和電子守恒計算得到；
陽極電極反應4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極電極反應Cu²⁺+2e^-=Cu，依據(jù)電子守恒得到2Cu～O₂～4e^-，陽極上產(chǎn)生氣體的氧氣標準狀況的體積為4.48L，物質(zhì)的量為$\frac{4.48L}{22.4/mol}$=0.2mol，則陰極上析出金屬銅的物質(zhì)的量為0.4mol，質(zhì)量=0.4mol×64g/mol=25.6g，
故答案為：25.6；
（4）電解精煉粗銅做陽極，精銅做陰極，電解液a選用CuSO₄溶液，X為陰極材料是精銅，Y電極是陽極，材料是粗銅，故答案為：精銅；粗銅；
（5）要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀，則鐵應為陰極，銀為陽極，電解質(zhì)溶液為硝酸銀，只有A符合，故答案為：A．

點評 本題綜合考查電解池原理的分析應用，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握電解質(zhì)的工作原理以及離子的放電順序，為解答該類題目的關(guān)鍵，把握電解產(chǎn)物的分析判斷，難度中等．