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）若X、Y都是惰性電極，a是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：
①Y電極上的電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
在X極附近觀察到的現(xiàn)象是酚酞變紅，有氣泡產(chǎn)生．
②電解總反應(yīng)離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑．
（2）要在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，則：
①Y電極的材料是純銅（選填純鐵、純銅或純鋅），電極反應(yīng)式是Cu-2e^-=Cu²⁺．電解液a選用CuSO₄溶液，電解過程中其濃度不變（選填增大、減小或不變）．
②若電鍍前X、Y兩電極的質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為0.08mol．
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因：鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加速鐵的腐蝕．

Answer 1

分析 （1）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，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子；
（2）①要在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，鐵為陰極，銅為陽極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導(dǎo)致金屬質(zhì)量減少，陰極上析出金屬，導(dǎo)致質(zhì)量增加，電鍍后兩極質(zhì)量差的一半為陰極上析出的銅質(zhì)量，根據(jù)析出銅質(zhì)量和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
③作原電池負(fù)極的金屬易被腐蝕．

解答 解：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，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↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，滴入幾滴酚酞試液會變紅，
①Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；酚酞變紅，有氣泡產(chǎn)生；
②X電極上氫離子放電，同時該電極附近生成氫氧根離子，Y電極上氯離子放電生成氯氣，所以電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（2）①要在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，鐵為陰極，銅為陽極，陽極發(fā)生Cu-2e^-=Cu²⁺，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，電解過程中其濃度不變，
故答案為：純銅；Cu-2e^-=Cu²⁺；CuSO₄；不變；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導(dǎo)致金屬質(zhì)量減少，陰極上析出金屬，導(dǎo)致質(zhì)量增加，電鍍后兩極質(zhì)量差的一半為陰極上析出的銅質(zhì)量，所以陰極上析出銅的質(zhì)量=5.12g×$\frac{1}{2}$=2.56g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.08 mol，
故答案為：0.08；
③銅、鐵和電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池中，鐵作負(fù)極而加速被腐蝕，鐵、鋅和電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池中，鐵作正極被保護(hù)，所以鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，
故答案為：鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加速鐵的腐蝕．

點(diǎn)評 本題考查電解池知識，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，本題涉及電極反應(yīng)式的書寫、檢驗(yàn)等知識點(diǎn)，知道離子放電順序及電極反應(yīng)式的書寫方法，題目難度不大．