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9.(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是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,其负极的电极反应式为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图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y均为电极,则:
①用该装置制备氯气,电解质溶液为NaCl,X和Y均为惰性电极,X极发生的电极反应为2H++2e-=H2↑,反应一段时间后,X极附近的pH增大(填“增大”“下降”或“不变”).
②用该装置在银片上镀铜,X的电极材料为银,Y的电极材料为铜,电解液为硫酸铜溶液.当电解转移的电子的物质的量为0.1mol时,银片上镀上的铜的质量为3.2g.(已知M(Cu)=64g/mol)
③用该装置精炼铜,以CuSO4溶液为电解液进行电解,应选择纯铜作X电极(填“X”或“Y”),阴极上发生的反应为Cu2++2e-=Cu.

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根据电源与电极的连接方式判断电解池阴阳极,然后写出根据电解原理写出X极的电极反应式,并判断X附近溶液pH变化;
②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;根据电极反应式计算出生成铜的质量;
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;阴极上铜离子得到电子生成铜单质.

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连接电源正极的Y为阳极、连接电源负极的X为阴极,X为阴极,电解过程中发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,由于水电离的氢离子得到电子生成氢气,则电解一段时间后X附近溶液的pH增大,
故答案为:2H++2e-=H2↑;增大;
②若用此装置在银片上镀铜,依据电镀原理,镀层金属铜做电解池的阳极(Y),待镀物质银做阴极(X),电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液,可以为硫酸铜溶液;阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+;阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当电解转移的电子的物质的量为0.1mol时,根据电极反应式可知,生成铜的质量为:64g/mol×0.1mol×$\frac{1}{2}$=3.2g,
故答案为:银;铜;硫酸铜溶液;3.2;
③电极精炼铜是粗铜做阳极,纯铜做阴极,含铜离子的盐溶液做电解质溶液,连接电源正极的Y为阳极、连接电源负极的X为阴极,则纯铜连接X;电解质溶液是含镀层金属离子-铜离子的溶液,阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,
故答案为:X;Cu2++2e-=Cu.

点评 本题考查原电池、电解池工作原理较强综合应用,题目难度中等,涉及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,题目难度中等,试题知识点较多、综合性较强,充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力.

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