Question

某课外活动小组同学用右图装置进行相关的实验，试回答下列问题。

（1）若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为          。
（2）若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为                        。在该实验中，下列说法正确的是（填序号）      。
①溶液中Na⁺向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后（设NaCl足量）加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则有0.2 mol电子转移
（3）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是           。
A．C(s) + H₂O(g) =" CO(g)" + H₂(g)  △H > 0
B．NaOH(aq) + HC1(aq) =" NaC1(aq)" + H₂O(1)  △H < 0
C．2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(1)  △H<0
（4）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。右图中，a为电解液，X和Y是两块电极板，回答下列问题：

（4）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             。通过一段时间后，向所得溶液中加入8g CuO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           。
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           。

Answer 1

（17分）
（1）2H₂O + O₂↑＋4e^-＝4OH^- （3分）
（2）2Cl^- + 2H₂O  电解  2OH^- + H₂↑ + Cl₂↑（3分）　   　②④（2分）
（3）C（2分）
（4）①2CuSO₄+2H₂O  电解  Cu+O₂↑+2H₂SO₄（3分）       0.2mol（2分）
②Cu -2e^- = Cu²⁺　（2分）

解析试题分析：（1）开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，失去电子生成亚铁离子，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解过程中阳离子向阴极移动，①错误，A生成氯气，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，②错误，反应一段时间后加适量HCl气体可恢复到电解前电解质的浓度，③错误，若标准状况下B极产生2.24L氢气，转移0.2mol电子，④正确，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑； 2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；②正确。
（3）放热反应中，△H<0，形成原电池的反应必须为氧化还原反应，故选C。
（4）①电解CuSO₄溶液，生成Cu单质、O₂和H₂SO₄，方程式为2CuSO₄+2H₂O  电解  Cu+O₂↑+2H₂SO₄。8g CuO，即0.1mol，根据质量守恒定律，反应的CuSO₄为0.1mol，故电解过程中转移的电子的物质的量为0.2mol。
②阳极上失电子，故Y极的电极反应式为Cu -2e^- = Cu²⁺。
考点：原电池和电解池的工作原理 原电池的设计 电极反应式的书写
点评：本题考查原电池和电解池原理和原电池的设计，解题时要注意分析电极反应及生成物，能设计成原电池的反应必须是放热反应，同时必须是氧化还原反应。