Question

使用如圖所示裝置進行電解實驗，其中X、Y均為石墨電極，U形管中盛有200mL溶液a．試回答下列問題：
（1）若溶液a為滴有幾滴酚酞試液的氯化鈉溶液，電解一段時間后：
①在X極附近觀察到的現(xiàn)象是

 

；
②溶液電解時總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
（2）若溶液a為硫酸銅溶液，電解一段時間后溶液顏色變淺，停止通電：
①Y極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

；
②欲使溶液a恢復(fù)到電解前的成份和濃度，可向溶液中加入適量的

 

（填字母）．
A．水         B．無水硫酸銅    C．氧化銅     D．氫氧化銅     E．碳酸銅
（3）將電極X取出，經(jīng)洗滌、干燥后稱重，發(fā)現(xiàn)電極X增重0.64g，則電解后溶液的pH=

 

（忽略電解前后溶液體積的變化）．

Answer 1

分析：（1）①無色酚酞遇堿溶液變紅色；
②用惰性電極電解氯化鈉溶液時，陽極Y上氯離子放電生成氯氣，陰極X上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中還生成氫氧根離子；
（2）①用惰性電解電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電生成銅；
②欲使溶液a恢復(fù)到電解前的成份和濃度，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則加入物質(zhì)；
③X電極上析出的物質(zhì)是銅，根據(jù)銅和氫離子的關(guān)系式計算氫離子濃度，再根據(jù)pH=-lgc(H+)的方法計算溶液的pH．

解答：解：（1）①用惰性電極電解氯化鈉溶液時，陰極X上氫離子放電生成氫氣，同時X電極附近有氫氧根離子生成，導(dǎo)致溶液的堿性增強，無色酚酞試液遇堿變紅色，所以看到的現(xiàn)象是：有氣泡生成且溶液變紅色，
故答案為：有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅；
②用惰性電極電解氯化鈉溶液時，陽極Y上氯離子放電生成氯氣，陰極X上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中還生成氫氧根離子，其電池反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）①用惰性電解電解硫酸銅溶液時，陽極Y上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②欲使溶液a恢復(fù)到電解前的成份和濃度，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則加入物質(zhì)，電解時，陽極上生成氧氣，陰極上生成銅，則析出的物質(zhì)相當(dāng)于氧化銅，碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化碳、水，加入的物質(zhì)相當(dāng)于氧化銅中的成分，所以要使溶液恢復(fù)原狀，可以加入氧化銅或碳酸銅，
故選CE；
③X電極上析出的物質(zhì)是銅，其物質(zhì)的量=

0.64g

64g/mol

=0.01mol，根據(jù)銅和氫離子的關(guān)系式Cu～2H⁺知，氫離子的物質(zhì)的量為0.02mol，溶液中氫離子濃度=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案為：1．

點評：本題考查了電解池原理，明確陰陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，知道（2）②中加入碳酸銅也可以的原因，為易錯點．