Question

（16分）（1）实事证明，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
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为                        。
（3）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下图中电解池相连，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，则阳极的电极反应式为       ，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0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为         。
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO₄溶液，且反应过程中未生成Fe^3+,，则Y极的电极反应式为           
③若用此装置电解精炼铜，         做阳极，电解液CuSO₄的浓度         (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若用此装置在铁制品上镀铜，铁制品做         ，电镀液的浓度         (填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

⑴C     ⑵H₂+2OH^--2e^-=2H₂O    ⑶①4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
通电
2CuSO₄+2H₂O====2Cu+O₂↑+2H₂SO₄       0.4mol
Fe-2e^-=Fe²⁺   ③粗铜    减小  ④阴极   不变

解析（1）原电池的组成条件包括：“两级、一线、一液、一回路、一个自发的氧化还原反应”，再有原电池的反应通常是放热反应的信息选C
（2）氢氧燃料电池，碱性电解质系统的负极反应为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O
（3）电解池装置图可知Y是阳极，X是阴极。
① 若X和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液，则阳极的电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑  
通电
2CuSO₄+2H₂O====2Cu+O₂↑+2H₂SO₄   加入0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明电解中阴极铜离子得0.4mol电子。
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO₄溶液，且反应过程中未生成Fe^3+, 铁做阳极，铁失去电子Fe-2e^-=Fe²⁺  
③若用此装置电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液做电解质，电精炼过程阳极粗铜中金属性比同强的金属都失去电子，溶液中的铜离子在阴极得到电子，故电解质溶液的浓度减小。
④若用此装置在铁制品上镀铜，镀层金属做阳极，镀件做阴极，含有镀层金属的盐溶液做电解质，电镀过程电解质浓度不变。