Question

【題目】根據題意解答

(1)某實驗小組同學進行如下實驗，以檢驗化學反應中的能量變化，據實驗現象判斷①是_________熱反應，②是_________熱反應．反應過程___(填“①”或“②”)的能量變化可用圖2表示．

(2)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的是_________(填序號)．

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

(4)如圖5是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變為電能的裝置．

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

②當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉時，該原電池的負極為_______；該原電池的電池總反應為_____________________________．

③若電池的總反應是2FeCl3＋Fe3FeCl2，則可以作正極材料的是________，正極反應式是__________若該電池反應消耗了0.1mol FeCl3，則轉移電子的數目為_____。

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】

當反應物總能量大于生成物總能量時，反應為放熱反應；驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，可以通過氧化還原反應進行驗證；氫氧燃料電池中氫氣在負極發生反應，氧氣在正極發生反應；原電池中負極發生氧化反應，正極發生還原反應，據此判斷正負極材料。

（1）Al與HCl反應后，溫度升高，則說明反應放熱，Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應溫度降低，說明反應為吸熱反應；反應①為放熱反應，反應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+氧化性強弱，可通過氧化還原反應Cu+2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+來驗證,將該反應設計成原電池,銅作負極,比銅不活潑的金屬或石墨作正極,選擇含Fe3+的電解質溶液,若電流計指針偏轉說明反應能發生,證明Fe3+氧化性強于Cu2+，則裝置②符合要求。

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

（4）①若兩個電極分別是鋅、銅，電解質溶液是稀硫酸，則鋅作負極，銅作正極，正極的電極反應式為2H++2e-=H2；若電極保持不變，將電解質溶液換成硫酸銅，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當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉時，Al能與氫氧化鈉發生氧化還原反應，則Al作原電池的負極；該原電池的電池總反應為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+

3H2↑。

③根據電池的總反應2FeCl3＋Fe3FeCl2可知，鐵作負極，則正極材料應為比鐵不活潑的金屬或石墨，Fe3+在正極得電子發生還原反應，電極反應式是Fe3++e-=Fe2+；根據電極反應式可知，若該電池反應消耗了0.1mol FeCl3，則轉移電子的數目為0.1NA。