Question

【題目】I.人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要，廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面，請根據(jù)題中提供的信息，填寫空格。

(1)鉛蓄電池在放電時發(fā)生的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。正極電極反應(yīng)式為_________。電池工作一段時間后需要充電，充電過程中電池液中H2SO4的濃度_____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

⑵某學(xué)習(xí)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設(shè)計成原電池，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________；當(dāng)反應(yīng)進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了 5.4g，則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了的電子數(shù)目是________________________。

⑶燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如圖是電解質(zhì)為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①該電池的正極反應(yīng)式_________________。

②若該電池的效率80%，當(dāng)外電路通過0.2mo1電子時，消耗O2的體積____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

II.用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HC1。利用反應(yīng)4HC1+O2 2Cl2+2H2O，可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。己知上述反應(yīng)中，4mol HC1被氧化，放出約116kJ的熱量。

計算斷開1 mol H-O鍵與斷開1 mol H-C1鍵斷所吸收能量相差約為______kJ。

Answer 1

【答案】 PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 增大 Cu-2e=Cu2+ 0.05NA O2+4e+4H+=2H2O 1.4 32

【解析】I.(1)放電時，負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ，正極電極反應(yīng)：PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O，根據(jù)電池反應(yīng)式知，充電時硫酸是生成物，所以充電過程中電池液中H2SO4的濃度增大；

⑵由反應(yīng)“2Ag++Cu═Cu2++2Ag”可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極，反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+；當(dāng)銀電極質(zhì)量增加5.4g，則n（Ag）==0.05mol，根據(jù)電極反應(yīng)Ag++e-=Ag，可知導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為0.05mol；

⑶①氫氧燃料電池，通氧氣的極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式O2+4e+4H+=2H2O；

②設(shè)參加反應(yīng)的氧氣為VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則×80%×4mol=0.2mol，解得V=1.4；

II．E（H-O）、E（HCl）分別表示H-O鍵能、H-Cl鍵能，反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物的總鍵能，故：4×E（H-Cl）+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E（H-O）]=-115.6kJ/mol，整理得，4E（H-Cl）-4E（H-O）=-127.6kJ/mol，即E（H-O）-E（HCl）=31.9kJ/mol，
故斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ≈32kJ。

。