Question

化學科學的重要責任在于認識自然界里存在的各種各樣的、奇妙的化學反應，探索紛繁的化學反應的本質和規律．通過化學反應原理模塊的學習，我們可以比較深刻地理解化學科學的精髓，提高化學學科素養．請根據所學化學反應原理，解決以下問題．
（1）依據氧化還原反應：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 設計的雙液原電池，可以提供穩定的電流．裝置如圖所示，其中鹽橋中裝有瓊脂-飽和KCl溶液．
回答下列問題：
①電極X的材料和電解質溶液Y分別為______、______；
②鹽橋中K⁺移向______（填A或B）；
③銀電極發生的電極反應為______．
（2）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ?mol^-1
H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ?mol_-1
CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1
根據蓋斯定律寫出單質碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學方程式：______．
（3）100mL 1.0mol?L^-1鹽酸與100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量熱計中進行中和反應．測得反應后溶液溫度升高了6.8℃，已知稀溶液的比熱容為4.2kJ/℃?kg^-1，則該中和反應的反應熱為______．（小數點后面保留一位有效數字）

Answer 1

（1）①氧化還原反應：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）中，活潑的失電子的金屬Cu為負極，得電子的陽離子Ag⁺是電解質中的陽離子，所以電解質可以選擇AgNO₃溶液；
②原電池反應，B池中Ag⁺析出，為符合溶液的電中性，鹽橋中的鉀離子移向B池；
③銀電極發生的電極反應為溶液中的銀離子得到電子析出銀單質，電極反應為：Ag⁺+e^-=Ag；
故答案為：Cu、AgNO₃溶液；B；Ag⁺+e^-=Ag；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1
根據蓋斯定律，①-②-③得到：單質碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1；
（3）100mL 1.0mol?L^-1鹽酸與100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量熱計中進行中和反應．生成水為0.1mol，測得反應后溶液溫度升高了6.8℃，已知稀溶液的比熱容為4.2kJ/°C?kg^-1，可以根據計算公式計算得到：Q=-C（T₂-T₁）；稀溶液的密度可以近似為1g/ml，所以Q=-C（T₂-T₁）=-4.2kJ/°C?kg^-1×6.8°C×（200ml×1g/ml×10^-3kg/g）=5.71KJ；中和反應生成0.1molH₂O，中和反應的反應熱是生成1mol水時放出的熱量，所以反應的中和熱為57.1KJ/mol，
故答案為：57.1 kJ?mol^-1．