Question

（1）在298K時，1molC₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態水放出熱量1558.3kJ．寫出該反應的熱化學方程式

2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol

．
（2）利用該反應設計一個燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質溶液，多孔石墨做電極，在電極上分別通入乙烷和氧氣．通入乙烷氣體的電極應為

負極

極（填寫“正”“負”）該電極上發生的電極反應式是

C₂H₆-14 e^-+18 OH^-═2 CO₃^2-+12 H₂O

（3）如圖所示實驗裝置中，石墨棒上的電極反應式為

4OH^--4 e^-═O₂↑+2H₂O

；如果起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO₄足量），一段時間后溶液的pH變為1，此時若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入

氧化銅

（填物質名稱）．

Answer 1

分析：（1）依據熱化學方程式的書寫方法和注意問題寫出；
（2）根據原電池中負極失電子，發生氧化反應；正極上得到電子，發生還原反應；分析電極反應，根據電子守恒結合總反應和正極反應計算得到負極電極反應；
（3）根據電子流向判斷鐵做陰極，石墨做陽極，溶液中氫氧根離子在陽極失電子發生氧化反應；根據電解硫酸銅溶液的反應特征分析判斷恢復溶液濃度；

解答：解：（1）依據熱化學方程式的書寫原則結合定量關系寫出反應為生成物、各物質的聚集狀態、對應反應的焓變得到熱化學方程式為：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；
故答案為：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；
（2）利用反應①2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；設計原電池，根據化合價變化分析判斷，乙烷失電子發生氧化反應，所以通入乙烷氣體的電極應為負極，正極電極反應為：②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； ①-②×7  得到負極電極反應為：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
故答案為：負極； C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
（3）如圖所示實驗裝置中，石墨棒上是電子流出一端，電解池中電子流出的是陽極，所以陽極電極反應為氫氧根離子放電，電極反應為：4OH^--4 e^-═O₂↑+2H₂O；惰性電極電解硫酸銅溶液生成銅、氧氣、硫酸，恢復原溶液濃度需要加入析出的物質，即加入氧化銅可以恢復，故答案為：4OH^--4 e^-═O₂↑+2H₂O；CuO；

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫原則和注意問題，原電池的設計原則是負極發生氧化反應，電解池中依據電子流向進行電極判斷的方法，電解變化，溶液濃度恢復是解題的關鍵．