Question

（16分）電解原理在化學工業中有廣泛的應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，
實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①電解池中X電極上的電極反應是                           ，
在X極附近觀察到的現象是                                 。
②Y電極上的電極反應                                     ，
檢驗該電極反應產物的方法是                                。
（2）若X和Y仍均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，則電解時的化學反應方程式為_____
_________________________。通過一段時間后，向所得溶液中加入16gCuO粉末，恰好恢復到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉移的電子的物質的量為__________。        
（3）如果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___________，電極反應式是_________________________。
②Y電極的材料是___________，電極反應式是_________________________。
（說明：雜質發生的電極反應不必寫出）

Answer 1

（1）①2H⁺ + 2e^—= H₂↑ (2分)  有氣泡產生，溶液變紅色（1分）
②2Cl^-—2e^—= Cl₂↑(2分)  用濕潤的淀粉KI試紙（1分）
（2）  0.4mol(2分)
（3）①精銅（1分），Cu²⁺ + 2e^— =" Cu" (2分)
②粗銅（1分），Cu — 2e^— = Cu²⁺(2分)

（1）惰性電極電解飽和食鹽水，陽極氯離子放電，生成氯氣，電極反應式為2Cl^-—2e^—= Cl₂↑。陰極水電離出的氫離子放電生成氫氣，故陰極周圍顯堿性，電極反應式為2H⁺ + 2e^—= H₂↑。根據裝置可判斷，X是陰極，Y是陽極。氯氣具有強氧化性，可以濕潤的淀粉KI試紙檢驗。
（2）惰性電極電解CuSO₄溶液時，陽極OH^－放電，生成氧氣，陰極銅離子放電析出單質銅，總的反應式為CuSO₄+2H₂O  2Cu+O₂↑+2H₂SO₄。16gCuO是0.2mol，這說明反應中析出了0.2mol銅，所以轉移電子的物質的量是0.4mol。
（3）粗銅提純時，粗銅應作陽極，精銅作陰極，硫酸銅溶液作電解液。Y是陽極，X是陰極，所以電極反應式分別為Cu — 2e^— = Cu²⁺、Cu²⁺ + 2e^— = Cu。