Question

7．電解原理在化學工業中有廣泛應用．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AgNO₃溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴石蕊試液，則：
①電解池中Y電極上的電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；在Y電極附近觀察到的實驗現象是放出無色無味的氣體，且溶液變紅；檢驗該電極反應產物的方法是用帶火星的木條檢驗，木條復燃．
②X電極上的電極反應式為4Ag⁺+4e^-═4Ag．
（2）如要用電解方法精煉粗鎳，電解液a選用Ni（NO₃）₂溶液，則：①X電極的材料是純鎳，電極反應式為Ni²⁺+2e^-═Ni．
②Y極的材料是粗鎳，電極反應式為Ni-2e^-═Ni²⁺．（說明：雜質發生的電極反應不必寫出）．

Answer 1

分析 （1）電解AgNO₃溶液時，由電源可知，X為陰極，Y為陽極，陽極上是氫氧根離子失電子，陰極上是銀離子得電子；根據檢驗氧氣的方法分析；
（2）與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極2，類比電解精煉銅的工作原理知識來回答．

解答 解：（1）①和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氫氧根離子發生失電子的氧化反應，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，氫氧根離子濃度減小，氫離子濃度增大，石蕊試液變紅；用帶火星的木條檢驗，木條復燃，說明生成的氣體為氧氣，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；放出無色無味的氣體，且溶液變紅；用帶火星的木條檢驗，木條復燃；
②陰極上是銀離子得電子，電極反應式為：4Ag⁺+4e^-═4Ag，
故答案為：4Ag⁺+4e^-═4Ag；
（2）①電解方法精煉粗鎳，電解液a選用Ni（NO₃）₂溶液，X與電源的負極相連，則X為電解池的陰極，則X材料是純鎳，陰極鎳離子得到電子生成鎳，電極反應式為：Ni²⁺+2e^-═Ni，
故答案為：純鎳；Ni²⁺+2e^-═Ni；
②電解方法精煉粗鎳，電解池的陽極材料是粗銅，Y與電源正極相連，為電解池的陽極，陽極鎳失去電子生成鎳離子，電極反應式為：Ni-2e^-═Ni²⁺，
故答案為：粗鎳；Ni-2e^-═Ni²⁺．

點評 本題考查了原電池、電解池的工作原理知識，題目難度中等，正確判斷原電池、電解池的兩極及發生反應原理為解答關鍵，注意結合電極反應及離子的放電順序來解答．