题目内容
（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
H2+2OH--2e-=2H2O
H2+2OH--2e-=2H2O
．（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如图中电解池相连，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
4OH--4e-=H2O+O2↑
4OH--4e-=H2O+O2↑
，电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
| ||
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
，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
| ||
0.4
0.4
mol．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Fe3+，则Y极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
③若用此装置电解精炼铜，
粗铜
粗铜
做阳极，电解液CuSO4的浓度减小
减小
（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
阴极
阴极
，电镀液的浓度不变
不变
（填“增大”、“减小”或“不变”）．分析：（1）常温下属于氧化还原反应的放热反应，可设计为原电池，存在元素化合价变化的反应为氧化还原反应；
（2）氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子；
（3）①若电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，据此写出电池反应式，依据电极反应写出电解池中的化学方程式；根据铜和转移电子正极的关系式计算；
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，判断，X阴极，Y为阳极，且反应过程中未生成Fe3+，阳极铁失电子生成亚铁离子；
③依据电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小；
④依据电镀原理，镀层金属做电解池的阳极，待镀物质做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子的溶液；依据电极反应分析，电解质溶液浓度不变．
（2）氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子；
（3）①若电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，据此写出电池反应式，依据电极反应写出电解池中的化学方程式；根据铜和转移电子正极的关系式计算；
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，判断，X阴极，Y为阳极，且反应过程中未生成Fe3+，阳极铁失电子生成亚铁离子；
③依据电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小；
④依据电镀原理，镀层金属做电解池的阳极，待镀物质做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子的溶液；依据电极反应分析，电解质溶液浓度不变．
解答：解：（1）A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0，为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，故A错误；
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B错误；
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故C正确；
故答案为：C；
（2）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，
故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；
（3）①电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以，阳极电极反应为：4OH--4e-=H2O+O2↑；电池反应式为：2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4，根据铜原子守恒知，氧化铜和铜的比是1：1，所以0.2molCuO能生成0.2mol铜，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案为：4OH--4e-=H2O+O2↑；2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4；0.4mol；
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，判断，X阴极，Y为阳极，且反应过程中未生成Fe3+，阳极铁失电子生成亚铁离子；Y极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
③电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小，
故答案为：粗铜；减小；
④若用此装置在铁制品上镀铜，依据电镀原理，镀层金属铜做电解池的阳极，待镀物质铁做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液；电极反应阳极：Cu-2e-=Cu2+；阴极电极反应：Cu2++2e-=Cu，反应电解质溶液浓度基本不变，故答案为：阴极；不变．
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B错误；
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故C正确；
故答案为：C；
（2）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，
故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；
（3）①电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以，阳极电极反应为：4OH--4e-=H2O+O2↑；电池反应式为：2CuSO4+2H2O
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故答案为：4OH--4e-=H2O+O2↑；2CuSO4+2H2O
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②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，判断，X阴极，Y为阳极，且反应过程中未生成Fe3+，阳极铁失电子生成亚铁离子；Y极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
③电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小，
故答案为：粗铜；减小；
④若用此装置在铁制品上镀铜，依据电镀原理，镀层金属铜做电解池的阳极，待镀物质铁做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液；电极反应阳极：Cu-2e-=Cu2+；阴极电极反应：Cu2++2e-=Cu，反应电解质溶液浓度基本不变，故答案为：阴极；不变．
点评：本题考查热化学方程式，盖斯定律的计算应用，构成原电池的条件和电极反应书写、电解池的有关电极反应书写，电解精炼，电镀等电解原理的应用等知识点，只有明确阴阳极上析出的物质才能正确解答；题目难度中等．
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