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，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：

（1）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：

①X电极的材料是      ，电极反应式为      ．

②Y电极的材料是      ，电极反应式为      ．

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

（2）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X极上的电极反应式为      ．在X极附近观察到的现象是      ．

②Y电极上的电极反应式为      ，检验该电极反应产物的方法是      ．

③如直流电源使用的是氢氧燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），则：

正极电极反应式为     

负极电极反应式为      ．

Answer

（1）①纯铜；Cu2++2e﹣=Cu；

②粗铜；Cu﹣2e﹣=Cu2+；

（2）①2H++2e﹣=H2↑；有气泡，溶液变红；

②2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2；

③2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．

【解析】

试题分析：（1）根据电解精炼铜的工作原理知识来回答；

（2）电解饱和食盐水时，由电源可知，X为阴极，Y为阳极，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子；燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极．

解：（1）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e﹣=Cu，故答案为：纯铜；Cu2++2e﹣=Cu；

②电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu﹣2e﹣=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu﹣2e﹣=Cu2+；

（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，a为阴极，

①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↑，有气泡产生，附近溶液氢氧根离子浓度增大，碱性增强，溶液变红，故答案为：2H++2e﹣=H2↑；有气泡，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↑，检验该电极反应产物的方法是把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2，

故答案为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2；

③如直流电源使用的是氢氧燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），正极氧气得电子发生还原反应，2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；负极氢气失去电子发生氧化反应，O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，

故答案为：2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．