问题标题:
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c;A、B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)若A、B都是惰性电极,c是饱和NaCl溶液,实验
问题描述:
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c;A、B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)若A、B都是惰性电极,c是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①B是______ 极(填“阴”或“阳”),B极逸出______(填:黄绿或无色)气体,同时B极附近溶液呈______色.
②电解池中A极上的电极反应式为______.
B极上的电极反应式为______.
(2)如要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,电解液c选用CuSO4溶液,则:
①A电极的材料是______,电极反应式是______.
②B电极的材料是______,电极反应式是______.
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
③下列说法正确的是______.
a.电能全部转化为化学能
b.在电解精炼过程中,电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(3)用惰性电极电解CuSO4溶液.若阴极析出Cu的质量为12.8g,则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为______L.
(4)利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为电解池,其电解质溶液需用______,阳极材料是用______,阴极电极反应式为______.
万君回答:
(1)①根据电流方向可知,a为电源的正极,b为负极,A为电解池的阳极,B为阴极;电极B发生了还原反应,水电离的氢离子得到电子生成无色的氢气,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以B极附近溶液呈红色,
故答案为:阴极;无色;红;
②A极氯离子放电,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2,B极氢离子得到电子,电极反应为:2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-;,
故答案为:2Cl--2e-═Cl2↑;2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-;
(2)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+;
③a.电能不能全部转化为化学能,还有部分转化为热能,故错误;
b.在电解精炼过程中,阳极上金属放电,所以电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生,故正确;
c.溶液中Cu2+向阴极移动,故错误;
d.在阳极的底部可回收不活泼金属,如Ag、Pt、Au,故正确;
故选:bd;
(3)电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,生成1mol氧气需要4mol电子,根据转移电子相等得阳极上产生的气体在标准状况下的体积=12.8g64g/mol×24
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