Question

【題目】根據(jù)題意解答

(1)某實驗小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗，以檢驗化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，據(jù)實驗現(xiàn)象判斷①是_________熱反應(yīng)，②是_________熱反應(yīng)．反應(yīng)過程___(填“①”或“②”)的能量變化可用圖2表示．

(2)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康氖?/span>_________(填序號)．

(3)將H2設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖4所示(a、b為多孔碳棒)，負(fù)極通入_______其電極反應(yīng)式為________________電池總反應(yīng)為______________

(4)如圖5是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置．

①若兩個電極分別是鋅、銅，電解質(zhì)溶液是稀硫酸，正極的電極反應(yīng)式___________；若電極保持不變，將電解質(zhì)溶液換成硫酸銅，請將該電池設(shè)計為雙液原電池畫入圖6中___________；

②當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉時，該原電池的負(fù)極為_______；該原電池的電池總反應(yīng)為_____________________________．

③若電池的總反應(yīng)是2FeCl3＋Fe3FeCl2，則可以作正極材料的是________，正極反應(yīng)式是__________若該電池反應(yīng)消耗了0.1mol FeCl3，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_____。

Answer 1

【答案】放 吸 ① ② H2 H2-2e-+2OH-=2H2O 2H2+O2=2H2O 2H++2e-=H2 Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 比鐵不活潑的金屬或石墨 Fe3++e-=Fe2+ 0.1NA

【解析】

當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，可以通過氧化還原反應(yīng)進(jìn)行驗證；氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生反應(yīng)；原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此判斷正負(fù)極材料。

（1）Al與HCl反應(yīng)后，溫度升高，則說明反應(yīng)放熱，Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應(yīng)溫度降低，說明反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，所以①的能量變化可用圖2表示。

（2）為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，可通過氧化還原反應(yīng)Cu+2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+來驗證,將該反應(yīng)設(shè)計成原電池,銅作負(fù)極,比銅不活潑的金屬或石墨作正極,選擇含Fe3+的電解質(zhì)溶液,若電流計指針偏轉(zhuǎn)說明反應(yīng)能發(fā)生,證明Fe3+氧化性強(qiáng)于Cu2+，則裝置②符合要求。

（3）氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O，電池的總反應(yīng)式為2H2+O2=2H2O。

（4）①若兩個電極分別是鋅、銅，電解質(zhì)溶液是稀硫酸，則鋅作負(fù)極，銅作正極，正極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2；若電極保持不變，將電解質(zhì)溶液換成硫酸銅，將鋅棒插入到硫酸鋅溶液中，銅棒插入到硫酸銅溶液中，中間用鹽橋連接形成雙液原電池，裝置如圖：

。

②當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉時，Al能與氫氧化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則Al作原電池的負(fù)極；該原電池的電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+

3H2↑。

③根據(jù)電池的總反應(yīng)2FeCl3＋Fe3FeCl2可知，鐵作負(fù)極，則正極材料應(yīng)為比鐵不活潑的金屬或石墨，Fe3+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式是Fe3++e-=Fe2+；根據(jù)電極反應(yīng)式可知，若該電池反應(yīng)消耗了0.1mol FeCl3，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.1NA。