Question

18．如圖所示：甲、乙為相互串聯的兩電解池．試回答：
（1）甲池若為電解精煉銅裝置，則A電極名稱為陰極，電極材料是精銅（或純銅），電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，電解質溶液可以是CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；
（2）乙池中Fe極電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，若在乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈紅色；
（3）若甲池A極增重12.8g，則乙池C（石墨）極放出氣體在標況下的體積為4.48L，電解后，若乙池剩余溶液為400mL，則溶液的pH=14．

Answer 1

分析 （1）依據電解精煉的原理是粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液進行電解反應，在陰極是溶液中銅離子得到電子生成銅；
（2）依據裝置圖分析可知，與電源正極相連的C電極為電解池的陽極，與電源負極連接的A電極是陰極，B為陽極，Fe為陰極；
（3）依據電極反應電子守恒計算甲池和乙池中電極產物的物質的量，乙池中依據氫離子和氫氧根離子守恒，水的離子積常數計算得到．

解答 解：（1）電解精煉的原理是粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的電解質溶液（CuSO₄溶液或CuCl₂溶液）進行電解反應，在陰極是溶液中銅離子得到電子生成銅，電極反應是Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案為：陰極；精銅（或純銅）； Cu²⁺+2e^-=Cu；CuSO₄溶液或CuCl₂溶液；
（2）依據裝置圖分析可知，與電源正極相連的C電極為電解池的陽極，與電源負極連接的A電極是陰極，B為陽極，Fe為陰極；Fe電極上是溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為2H⁺+2e^-═H₂↑，破壞水的電離平衡氫氧根離子濃度增大，鐵電極附近溶液變紅色，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；紅；       
（3）甲池A為電解池的陰極，電極反應為Cu²⁺+2e^-═Cu，增重12.8g的銅物質的量為0.2mol，轉移電子物質的量為0.4mol；
乙池C（石墨）極為電解池的陽極，電極反應為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，依據電子守恒，生成氯氣0.2mol，放出氣體在標況下的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，Fe電極電解反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑，消耗氫離子物質的量0.4mol，依據水的電離氫離子和氫氧根離子守恒得到，生成氫氧根離子物質的量為0.4mol，c（OH^-）=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，溶液pH=14；
故答案為：4.48L；14．

點評 本題考查了電解原理，明確各個電極上放電的離子是解本題關鍵，再結合轉移電子守恒進行計算，題目難度不大．