Question

（1）實事證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是

 

．
A．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0
B．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0
C．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H＜0
（2）以KOH溶液為電解質溶液，依據(jù)所選反應設計一個原電池，其負極反應為

 

．
（3）電解原理在化學工業(yè)中有著廣泛的應用．現(xiàn)將你設計的原電池通過導線與如圖中電解池相連，其中，a為電解液，X和Y是兩塊電極板，則：
①若X和Y均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，則電解時的化學反應方程式為

 

．通電一段時間后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢復電解前的濃度和pH，則電解過程中轉移的電子的物質的量為

 

．
②若X、Y分別為鐵和銅，a仍為CuSO₄溶液，則Y極的電極反應式為

 

．
③若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，則Y極的電極反應式為

 

，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）能設計成原電池的反應必須是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應；
（2）堿性氫氧燃料電池中，負極上燃料氫氣失電子好氫氧根離子反應生成水；
（3）①若X和Y均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，電解時，X電極上銅離子放電、Y電極上氫氧根離子放電；要使溶液恢復原狀，應該根據(jù)“析出什么加入什么”原則加入物質，根據(jù)Cu和轉移電子之間的關系式計算；
②若X、Y分別為鐵和銅，a仍為CuSO₄溶液，Y電極上銅失電子發(fā)生氧化反應；
③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；用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣．

解答： 解：（1）A．該反應在吸熱反應，不能設計成原電池，故錯誤；
B．該反應不屬于氧化還原反應，不能設計成原電池，故錯誤；
C．該反應屬于自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，能設計成原電池，故正確；
故選C；     
（2）堿性氫氧燃料電池中，負極上燃料氫氣失電子好氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（3）①若X和Y均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，電解時，X電極上銅離子放電、Y電極上氫氧根離子放電，所以電池反應式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；加入0.2molCuO能使溶液恢復原狀，說明電解過程中只生成氧氣和銅，根據(jù)Cu原子守恒得n（CuO）=n（Cu）=0.2mol，根據(jù)Cu和轉移電子之間的關系知，轉移電子的物質的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.4mol；
②若X、Y分別為鐵和銅，a仍為CuSO₄溶液，Y電極上銅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
③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，電極反應式為2Cl ^--2e ^-=Cl₂↑；用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣，其檢驗方法為把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色則有Cl₂生成，
故答案為：2Cl ^--2e ^-=Cl₂↑；把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色則有Cl₂生成．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)原電池反應特點及各個電極上發(fā)生的反應來分析解答，氯氣的檢驗方法、電極反應式書寫等都是考查熱點，注意（3）②活潑金屬作陽極時發(fā)生的電極反應，為易錯點．