题目内容
6．（1）原电池可将化学能转化为电能．设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率．限选材料：ZnSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，锌片和导线．①完成原电池甲的装置示意图（如图），并作相应标注．要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素．
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极电极逐渐溶解．
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是甲，其原因是在甲装置中，负极不和Cu2+接触，避免了Cu2+直接与负极发生反应而使化学能转化为热能．
④盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是A（填序号）
A．K+ B．NO3- C．Ag+ D．SO42-
（2）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2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，则电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4．通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为0.4mol．
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+．
分析 （1）①依据原电池原理和盐桥的作用，在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素，设计不同的电极为铜和锌，电解质溶液为硫酸铜和硫酸锌溶液；
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，则另一电极应比铜活泼做负极；
③从电硫稳定，能量转化彻底，反应速率快等分析判断；
④盐桥中阳离子向正极迁移；
（2）①若电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，据此写出电池反应式，依据电极反应写出电解池中的化学方程式；根据铜和转移电子正极的关系式计算；
②若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，判断，X阴极，Y为阳极，阳极Cu失电子生成铜离子．
解答 解：（1）①在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素，如图示设计原电池，锌做负极，铜做正极，原电池的甲装置示意图为：
，故答案为：；
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，依据原电池反应的原理，需要选用比铜活泼的锌做负极，下层原电池，负极发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，故答案为：电极逐渐溶解；
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是甲，因为甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能．而乙中的活泼金属还可以与CuSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能，
故答案为：甲；甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能．而乙中的活泼金属还可以与CuSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能；
④盐桥中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是钾离子，故选A；
（2）①电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以，阳极电极反应为：4OH--4e-=H2O+O2↑，电池反应式为：2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4，根据铜原子守恒知，氧化铜和铜的比是1：1，所以0.2molCuO能生成0.2mol铜，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，
故答案为：2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；0.4mol；
②若X、Y依次为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，判断X阴极，Y为阳极，阳极铜失电子生成铜离子，Y极电极反应为Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：Cu-2e-=Cu2+．
点评 本题考查原电池知识，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，只有明确阴阳极上析出的物质才能正确解答，题目贴近高考，难度中等．
| A． | 油脂 | B． | 蛋白质 | C． | 淀粉 | D． | 纤维素 |
| A． | 聚氯乙烯 | B． | 聚苯乙烯 | C． | 酚醛树脂 | D． | 聚乙烯 |
| A． | 氯水宜保存在低温、避光条件下 | |
| B． | H2、I2、HI混合气体加压后颜色变深 | |
| C． | SO2催化氧化成SO3的反应，往往加入过量的空气 | |
| D． | 打开汽水瓶，看到有大量的气泡逸出 |