Question

【題目】按要求填空:

(1)某同學(xué)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag++Cu=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示：

①負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________；

②電解質(zhì)溶液中的NO3-向__________電極移動(dòng)；(寫出電極材料的名稱)

(2)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一段時(shí)間后取出電極材料，測(cè)得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是________；

(3)水是生命之源，也是化學(xué)反應(yīng)中的主角。請(qǐng)回答下列問題：

已知：2mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572 kJ的熱量。

①若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量______(填“>”“<”或“=”)572 kJ；

②每克氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為________；

(4)天然氣(主要成分CH4)和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，該反應(yīng)為放熱的氧化還原反應(yīng)，可將其設(shè)計(jì)成燃料電池，構(gòu)造如圖所示，a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成。

a電極的電極反應(yīng)式是_________。

Answer 1

【答案】Cu2e=Cu2+ 銅 0.05NA(或3.01×1022) < 143kJ CH48e+10OH=CO32-+7H2O

【解析】

(1)①根據(jù)電池反應(yīng)式知，失電子化合價(jià)升高的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；

②溶液中的陰離子向正電荷較多的負(fù)極移動(dòng)，

(2)根據(jù)電極反應(yīng)式計(jì)算通過電子的物質(zhì)的量；

(3)①相同質(zhì)量的同一物質(zhì)，氣體含有的能量比液態(tài)多，液態(tài)比固態(tài)多分析判斷；

②計(jì)算2mol氫氣的質(zhì)量，然后根據(jù)反應(yīng)物的質(zhì)量與反應(yīng)放出的熱量呈正比計(jì)算放出熱量多少；

(4)通入燃料的電極為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性分析。

(1)①根據(jù)反應(yīng)2Ag++Cu=Cu2++2Ag可知：Cu失去電子，反應(yīng)氧化反應(yīng)，因此作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2+；

②根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，溶液中的NO3-會(huì)向正電荷較多的負(fù)極Cu電極方向移動(dòng)；在陰極發(fā)生反應(yīng)：Ag++e-=Ag，n(Ag)=n(e-)=5.4g÷108g/mol=0.05mol，所以電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為0.05NA；

(3)①2mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572 kJ的熱量，若2mol H2完全燃燒生成氣態(tài)水，由于等質(zhì)量的水蒸氣含有的能量比液態(tài)水高，因此反應(yīng)放出的熱量比572 kJ的熱量少；

②2mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572 kJ的熱量，2molH2的質(zhì)量為4g，則1g H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為572 kJ÷4=143kJ；

(4)根據(jù)圖示可知a電極是通入燃料的電極，為負(fù)極，甲烷失去電子，由于電解質(zhì)溶液為KOH溶液，顯堿性，所以a電極的電極反應(yīng)式是CH48e-+10OH=CO32-+7H2O。