Question

14．（1）事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是C；
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H₂SO₄溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，其正極的電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用．現(xiàn)將你設(shè)計(jì)的原電池通過(guò)導(dǎo)線與圖中電解池相連，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則：若a為CuSO₄溶液，則電解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．通過(guò)一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4mol．

Answer 1

分析 （1）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，且必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；
（2）原電池中，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）若電解硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，據(jù)此寫(xiě)出電池反應(yīng)式，根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子正極的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，且必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，
A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，故不選；
B．該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池，故不選；
C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)且能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以能設(shè)計(jì)成原電池，故選；
故選C；
（2）以H₂SO₄溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池中，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）電解硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極上生成氧氣，陰極上生成銅，同時(shí)溶液中生成硫酸，所以電池反應(yīng)式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，根據(jù)銅原子守恒知，氧化銅和銅的比是1：1，所以0.2molCuO能生成0.2mol銅，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.4mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池反應(yīng)特點(diǎn)及電解原理，明確離子放電順序即可解答，注意（3）加入氧化銅時(shí)根據(jù)原子守恒是解此問(wèn)題關(guān)鍵，靈活運(yùn)用原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行解答，題目難度中等．