Question

⑴事實證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是____________________________。
A．C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H>0
B．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H<0
C．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H₂O(1)  △H<0
⑵以KOH溶液為電解質溶液，依據所選反應設計一個原電池，其正極的電極反應式為_______________。
⑶電解原理在化學工業中有著廣泛的應用。現將你設計的原電池通過導線與右圖中電解池相連，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則：

①若a為CuSO₄溶液，則電解時的化學反應方程式為____________________________________。
②若電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，當陽極產生的氣體672 mL（標準狀況下）時，溶液的pH =        （假設電解后溶液體積不變）。

Answer 1

（1）B
（2）O₂ + 4e^一 + 2 H₂O = 4OH^一
（3）①

②1

試題分析：（1）根據題目中所給的信息：能設計成原電池的反應通常是放熱反應可排除A，又因為能設計原電池的反應必須是氧化還原反應，所以選擇B選項。（2）在堿性溶液中正極反應為：O₂ + 4e^一 + 2 H₂O = 4OH^一。（3）①電解硫酸銅溶液，電解的化學反應方程式為：
②電解CuSO₄溶液和NaCl混合溶液陰極的反應為：Cu²⁺+2e^- =Cu,陽極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，而氣體一共是672 mL，為0.03mol，如果全部都是氯氣，則氯離子需要0.06mol，但是題目中氯化鈉為0.04mol，所氯離子不足，最多提供0.04mol氯離子，所以最多生成0.02mol的氯氣，剩下的0.01mol的氣體則是氧氣的體積，當氯離子放電完后，氫氧根離子放電。要生成0.01mol氧氣，根據電極反應式，則需要0.04mol的氫氧根離子，所以溶液中由水電離出的氫離子也是0.04mol，濃度為0.1mol/L，PH=1。
點評：本題細致地考查了電解池與原電池，每一個小題中涉及的都是電解池與原電池的常規重點知識，學生需要熟練掌握，在最后一個小題PH的計算中，關鍵是要分析清楚放電順序，才能解答。