Question

（1）将反应2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H＜0，以KOH溶液为电解质溶液，设计一个原电池，其负极反应为：

 

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（2）电解原理在化学工业中有着广泛的应用．
现将你设计的原电池通过导线与如图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：
①若X和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为：

 

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通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为

 

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②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO₄溶液，则Y极的电极反应式为

 

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Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子；
（2）①若X和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液，电解时，X电极上铜离子放电、Y电极上氢氧根离子放电；要使溶液恢复原状，应该根据“析出什么加入什么”原则加入物质，根据Cu和转移电子之间的关系式计算；
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO₄溶液，Y电极上铜失电子发生氧化反应．

解答： 解：（1）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，负极反应为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（2）①若X和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液，电解时，X电极上铜离子放电、Y电极上氢氧根离子放电，所以电池反应式为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；加入0.2molCuO能使溶液恢复原状，说明电解过程中只生成氧气和铜，根据Cu原子守恒得n（CuO）=n（Cu）=0.2mol，根据Cu和转移电子之间的关系知，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案为：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.4mol；
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO₄溶液，Y电极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据原电池反应特点及各个电极上发生的反应来分析解答，电极反应式书写等都是考查热点，注意（3）②活泼金属作阳极时发生的电极反应，为易错点，题目难度不大．