Question

電化學原理在日常生活中有廣泛應用．
（Ⅰ）如圖1表示一個電解池，裝有電解液a；通過導線與直流電源相連．請回答以下問題：

（1）若a是飽和NaCl溶液，X、Y都是惰性電極，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
①電解池中X極上的電極反應式為______．在X極附近觀察到的實驗現象是______．
②檢驗Y電極反應產物的方法是______．
（2）若a是CuSO₄溶液，要用電解方法精煉粗銅，則Y電極的材料是______，X極發生______反應（填“氧化”或“還原”）
（Ⅱ）某校研究性學習小組用相同大小的銅片和鋅片為電極研究水果電池如圖2，得到的實驗數據如下表所示：（已知果汁是顯酸性的）

實驗編號	水果種類	電極間距離/cm	電流大小/?A
①	西紅柿	1	98.7
②	西紅柿	2	72.5
③	蘋 果	2	27.2

（1）該實驗的目的是探究水果種類和______對水果電池電流大小的影響．
（2）能表明水果種類對電流大小有影響的實驗編號是______和______．
（3）圖2所示的裝置中，正極附近區域的C（H⁺）將______（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（Ⅲ）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構造如圖3所示：
a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成．寫出該電池負極的電極反應式：______．

Answer 1

（Ⅰ）（1）若a是飽和NaCl溶液，X、Y都是惰性電極，X與電源負極連接座電解池的陰極，Y與電源正極連接座電解池的陽極；
①X電極上是氫離子得到電子生成氫氣的反應，附近水的電離平衡被破壞，水的電離正向進行，氫氧根離子濃度增大，遇到酚酞溶液變紅色，X極上的電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；溶液變紅色，生成氣體；
②陽極Y電極生成的是氯氣，根據氯氣的性質和檢驗方法驗證，氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍證明，實驗設計為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近導管口，如果變藍，證明產生了氯氣；
故答案為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近導管口，如果變藍，證明產生了氯氣；
（2）電解精煉銅，粗銅Y做陽極失電子發生氧化反應，精銅X做陰極，溶液中銅離子得到電子發生還原反應；
故答案為：粗銅，還原；
（Ⅱ）（1）根據表中實驗數據可以知道：使用的水果不一樣、電極間距離大小不一樣均會導致電流大小不一樣；
故答案為：電極間距離；
（2）如果實驗時兩個電極間距一樣，則能表明水果種類對電流大小有影響；
故答案為：②；③；
（3）在原電池中，活潑的金屬鋅做負極，銅做正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，正極附近區域的C（H⁺）將減小；
故答案為：減少；
（Ⅲ）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置是原電池原理，屬于燃料電池，氫氣在負極失電子在堿溶液中生成水，電極反應為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；