(1)事實證明,能設(shè)計成原電池的反應(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)計成原電池的是
C
C

A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H<0
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H<0
(2)以硫酸溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計一個原電池,其正極的電極反應(yīng)式為
O2+4H++4e-=2H2O
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)計的原電池通過導(dǎo)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(yīng)式為
4OH--4e-=H2O+O2
4OH--4e-=H2O+O2
,電解時的化學(xué)反應(yīng)方程式為
2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4

若一段時間后,測得某一極增重25.6g,要將此時的溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則需要向所得溶液中加入的物質(zhì)為
CuO
CuO
,其物質(zhì)的量為
0.4mol
0.4mol

②若X、Y依次為銅和鐵,a仍為CuSO4溶液,且反應(yīng)過程中未生成Fe3+,則Y極的電極反應(yīng)式為
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+

③若用此裝置電解精煉銅,應(yīng)選用
粗銅
粗銅
做陽極,電解過程中CuSO4的濃度將
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”).
④若用此裝置在鐵制品上鍍銅,應(yīng)選用鐵制品做
陰極
陰極
,電鍍液的濃度將
不變
不變
(填“增大”、“減小”或“不變”).
分析:(1)理論上能設(shè)計成原電池的化學(xué)反應(yīng)為能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng);
(2)氫氧燃料酸性電池中,正極發(fā)生還原反應(yīng),正極上氧氣獲得電子,酸性條件下生成水;
(3)①若電解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電,陰極上銅離子放電,據(jù)此寫出電池反應(yīng)式,依據(jù)電極反應(yīng)寫出電解池中的化學(xué)方程式;
根據(jù)方程式可知,生成銅和氧氣的物質(zhì)的量之比是2:1,要將此時的溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,可以加入CuO,根據(jù)銅元素守恒計算需要CuO的物質(zhì)的量;
②若X、Y依次為銅和鐵,a仍為CuSO4溶液,判斷X為陰極,Y為陽極,且反應(yīng)過程中未生成Fe3+,陽極鐵失電子生成亞鐵離子;
③依據(jù)電極精煉銅是粗銅做陽極,精銅做陰極,含銅離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液,粗銅中含有的雜質(zhì)金屬鐵、鎳、鋅等電解過程中也會失電子,所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減。
④依據(jù)電鍍原理,鍍層金屬做電解池的陽極,待鍍物質(zhì)做陰極,電解質(zhì)溶液是含鍍層金屬離子的溶液;依據(jù)電極反應(yīng)分析,電解質(zhì)溶液濃度不變.
解答:解:(1)A.反應(yīng)為吸熱反應(yīng),不能設(shè)計成原電池,故A錯誤;
B.該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計成原電池,故B錯誤;
C.該反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng),且為放熱反應(yīng),可以設(shè)計成原電池,故C正確;
故答案為:C;
(2)以硫酸溶液為電解質(zhì)溶液,氫氧燃料酸性電池中,正極發(fā)生還原反應(yīng),正極上氧氣獲得電子,酸性條件下生成水,正極電極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-=2H2O,
故答案為:O2+4H++4e-=2H2O;
(3)①電解硫酸銅溶液時,陽極上生成氧氣,陰極上生成銅,同時溶液中生成硫酸,所以,陽極電極反應(yīng)為:4OH--4e-=H2O+O2↑;電池反應(yīng)式為:2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4,若一段時間后,測得某一極增重25.6g,說明析出Cu為
25.6g
64g/mol
=0.4mol,根據(jù)方程式可知,生成銅和氧氣的物質(zhì)的量之比是2:1,要將此時的溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,可以加入CuO,根據(jù)銅元素守恒其物質(zhì)的量為0.4mol,
故答案為:4OH--4e-=H2O+O2↑;2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4;CuO;0.4mol;
②若X、Y依次為銅和鐵,a仍為CuSO4溶液,判斷X為極,Y為陽極,且反應(yīng)過程中未生成Fe3+,陽極鐵失電子生成亞鐵離子,則Y極電極反應(yīng)為:Fe-2e-=Fe2+,
故答案為:Fe-2e-=Fe2+;
③電極精煉銅是粗銅做陽極,精銅做陰極,含銅離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液,粗銅中含有的雜質(zhì)金屬鐵、鎳、鋅等電解過程中也會失電子,所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小,
故答案為:粗銅;減;
④若用此裝置在鐵制品上鍍銅,依據(jù)電鍍原理,鍍層金屬銅做電解池的陽極,待鍍物質(zhì)鐵做陰極,電解質(zhì)溶液是含鍍層金屬離子銅離子的溶液,陽極電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+;陰極電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu,反應(yīng)電解質(zhì)溶液濃度基本不變,
故答案為:陰極;不變.
點評:本題考查原電池原理、構(gòu)成原電池的條件和電極反應(yīng)書寫、電解池的有關(guān)電極反應(yīng)書寫,電解精煉、電鍍等電解原理的應(yīng)用等知識點,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右圖所示,其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等,請回答下列問題:
(1)元素的非金屬性為(原子的得電子能力):Q
弱于
弱于
W(填“強于”或“弱于”).可證明此結(jié)論的實驗事實是
在Na2CO3溶液中加入稀硫酸,會有大量的氣泡冒出
在Na2CO3溶液中加入稀硫酸,會有大量的氣泡冒出

(2)原子序數(shù)比R多1的元素是一種氫化物能分解為它的另一種氫化物,此分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2H2O2
 催化劑 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 催化劑 
.
 
2H2O+O2
;若增大化學(xué)反應(yīng)速率,可向溶液中加催化劑
MnO2
MnO2
FeCl3
FeCl3

(3)在298K下,Q、T的單質(zhì)各1mol完全燃燒,分別放出熱量aKJ和bKJ.又知一定條件下,T的單質(zhì)能將Q從它的最高價氧化物中置換出來,若此置換反應(yīng)生成3molQ的單質(zhì),則該反應(yīng)在298K下的△H=
(3a-4b)KJ/mol
(3a-4b)KJ/mol
(注:題中所設(shè)單質(zhì)均為最穩(wěn)定單質(zhì))

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年福建省晉江市季延中學(xué)高二下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:實驗題

某課外活動小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行相關(guān)的實驗,試回答下列問題。

(1)若開始時開關(guān)K與a連接,則A極的電極反應(yīng)式為          。
(2)若開始時開關(guān)K與b連接,則總反應(yīng)的離子方程式為                        。在該實驗中,下列說法正確的是(填序號)      。
①溶液中Na+向A極移動
②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)
③反應(yīng)一段時間后(設(shè)NaCl足量)加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度
④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移
(3)事實證明,能設(shè)計成原電池的反應(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
(4)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。右圖中,a為電解液,X和Y是兩塊電極板,回答下列問題:

(4)①若X和Y均為惰性電極,a為CuSO4溶液,則電解時的化學(xué)反應(yīng)方程式為             。通過一段時間后,向所得溶液中加入8g CuO粉末,恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為           。
②若X、Y分別為鐵和銅,a仍為CuSO4溶液,則Y極的電極反應(yīng)式為           。

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科目:高中化學(xué) 來源:2014屆福建省晉江市高二下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:實驗題

某課外活動小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行相關(guān)的實驗,試回答下列問題。

(1)若開始時開關(guān)K與a連接,則A極的電極反應(yīng)式為          

(2)若開始時開關(guān)K與b連接,則總反應(yīng)的離子方程式為                        。在該實驗中,下列說法正確的是(填序號)      。

①溶液中Na+向A極移動

②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)

③反應(yīng)一段時間后(設(shè)NaCl足量)加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移

(3)事實證明,能設(shè)計成原電池的反應(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

(4)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。右圖中,a為電解液,X和Y是兩塊電極板,回答下列問題:

(4)①若X和Y均為惰性電極,a為CuSO4溶液,則電解時的化學(xué)反應(yīng)方程式為             。通過一段時間后,向所得溶液中加入8g CuO粉末,恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為           。

②若X、Y分別為鐵和銅,a仍為CuSO4溶液,則Y極的電極反應(yīng)式為           。

 

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