Question

現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：
Ⅰ．A．2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂OB．CH₄+2O₂═CO₂+2H₂O
（1）根據(jù)反應(yīng)的本質(zhì)，兩個(gè)反應(yīng)都為

 

反應(yīng)（放熱或吸熱），判斷兩個(gè)反應(yīng)能否設(shè)計(jì)為原電池？（能或不能）A

 

B

 

（2）如果不能，說(shuō)明其理由

 

（3）如果能，最好應(yīng)選擇

 

電解質(zhì)溶液（NaOH或H₂SO₄）．則負(fù)極電極反應(yīng)式：

 

正極電極反應(yīng)式：

 

．
Ⅱ．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則電解池中X極上的電極反應(yīng)式為

 

，在X極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
②Y電極上的電極反應(yīng)式為

 

．
檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

 

．
③電解總反應(yīng)化學(xué)方程式

 

．
（2）若X、Y都是惰性電極，a是CuSO₄溶液，電解的總反應(yīng)方程式

 

．
（3）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則
①X電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式為

 

．
②Y電極的材料是

 

，電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：I（1）中和反應(yīng)、物質(zhì)的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池；
（2）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池；
（3）燃料電池的放電規(guī)律：負(fù)極是燃料失電子的過(guò)程，正極是氧氣得電子的過(guò)程來(lái)回答；
II（1）電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，溶液中氫氧根離子濃度增大，遇到酚酞變紅色，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；
（2）惰性電極電解硫酸銅溶液陽(yáng)極生成氧氣，陰極析出銅，溶液中生成硫酸；
（3）根據(jù)電解精煉銅的工作原理知識(shí)來(lái)回答．

解答： 解：I（1）中和反應(yīng)、物質(zhì)的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，A不是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)不能設(shè)計(jì)成原電池，B是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，
故答案為：放熱；不能；能；
（2）A的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，屬于非氧化還原反應(yīng)，無(wú)電子轉(zhuǎn)移，只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，
故答案為：A的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，無(wú)電子轉(zhuǎn)移；
（3）甲烷燃料電池中，負(fù)極是甲烷燃料失電子的過(guò)程，正極是氧氣得電子的過(guò)程，電極反應(yīng)分別為：負(fù)極 CH₄-8e^-+10 OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正極2O₂+8e^-+4H₂O═8OH^-，為了保證放電的充分進(jìn)行，可以選擇堿來(lái)作電解質(zhì)溶液，
故答案為：NaOH；CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；2O₂+8e^-+4H₂O═8OH^-；
II（1）①和電源的負(fù)極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，滴入幾滴酚酞試液會(huì)變紅，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；電極上有氣泡，周圍溶液變紅色；
②和電源的正極相連的電極Y極是陽(yáng)極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，證明有Cl₂；
（2）惰性電極電解硫酸銅溶液陽(yáng)極生成氧氣，陰極析出銅，溶液中生成硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O+2CuSO₄

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ；
故答案為：2H₂O+2CuSO₄

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ；
（3）①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：精銅； Cu²⁺+2e^-=Cu；
②電解方法精煉粗銅，電解池的陽(yáng)極材料是粗銅，電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：粗銅；Cu-2e^-=Cu²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池和電解池的工作原理知識(shí)、粗銅精煉原理分析，明確正負(fù)極及陰陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)和電極方程式的書(shū)寫(xiě)是解題的關(guān)鍵，題目難度不大．