Question

（16分）（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)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H₂O(1)  △H<0
C．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H<0
（2）以KOH溶液為電解質溶液，依據所選反應設計一個原電池，其負極反應的電極反應式為                        。
（3）電解原理在化學工業中有著廣泛的應用。現將你設計的原電池通過導線與下圖中電解池相連，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，則陽極的電極反應式為       ，電解時的化學反應方程式為              ，通過一段時間后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢復到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉移的電子的物質的量為         。
②若X、Y依次為銅和鐵，a仍為CuSO₄溶液，且反應過程中未生成Fe^3+,，則Y極的電極反應式為           
③若用此裝置電解精煉銅，         做陽極，電解液CuSO₄的濃度         (填“增大”、“減小”或“不變”)。
④若用此裝置在鐵制品上鍍銅，鐵制品做         ，電鍍液的濃度         (填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

⑴C     ⑵H₂+2OH^--2e^-=2H₂O    ⑶①4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
通電
2CuSO₄+2H₂O====2Cu+O₂↑+2H₂SO₄       0.4mol
Fe-2e^-=Fe²⁺   ③粗銅    減小  ④陰極   不變

解析（1）原電池的組成條件包括：“兩級、一線、一液、一回路、一個自發的氧化還原反應”，再有原電池的反應通常是放熱反應的信息選C
（2）氫氧燃料電池，堿性電解質系統的負極反應為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O
（3）電解池裝置圖可知Y是陽極，X是陰極。
① 若X和Y均為惰性電極，a為CuSO₄溶液，則陽極的電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑  
通電
2CuSO₄+2H₂O====2Cu+O₂↑+2H₂SO₄   加入0.2molCuO粉末，恰好恢復到電解前的濃度和pH，說明電解中陰極銅離子得0.4mol電子。
②若X、Y依次為銅和鐵，a仍為CuSO₄溶液，且反應過程中未生成Fe^3+, 鐵做陽極，鐵失去電子Fe-2e^-=Fe²⁺  
③若用此裝置電解精煉銅，粗銅作陽極，精銅作陰極，硫酸銅溶液做電解質，電精煉過程陽極粗銅中金屬性比同強的金屬都失去電子，溶液中的銅離子在陰極得到電子，故電解質溶液的濃度減小。
④若用此裝置在鐵制品上鍍銅，鍍層金屬做陽極，鍍件做陰極，含有鍍層金屬的鹽溶液做電解質，電鍍過程電解質濃度不變。