Question

【題目】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。

(1)實驗中發現，反應后①中的溫度升高；②中的溫度降低．由此判斷鋁條與鹽酸的反應是______熱反應， Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應時，需要將固體研細其目的是________________．反應過程______ (填“①”或“②”)的能量變化可用圖表示。

(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CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(a、b為多孔碳棒)其中____(填A或B)處電極入口通甲烷，其電極反應式為_____________________ 。當消耗標況下甲烷33.6L時，假設能量轉化率為90%，則導線中轉移電子的物質的量為_________mol。

(4)如圖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．請回答下列問題：

①當電極c為Al、電極d為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，寫出該原電池正極的電極反應式為_______________。

②當電極c為Al、電極d為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該原電池的正極為_______；該原電池的負極反應式為_____________________________。

Answer 1

【答案】放 擴大接觸面積，提高反應速率 ① ② A CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O 10.8 2H++2e—═H2↑ Mg Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O

【解析】

根據反應物和生成物具有總能量的大小判斷吸熱反應還是放熱反應；根據原電池原理分析電池的正負極及書寫電極反應式；根據電極反應式計算電子的轉移。

(1)溫度升高，說明反應為放熱；將固體研細其目的是擴大接觸面積，提高反應速率；圖示中反應物的總能量高于生成物的總能量，反應為放熱反應，反應①為放熱反應，故答案為： 放；擴大接觸面積，提高反應速率；①；

(2)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，可以利用原電池原理，裝置②中發生的總反應為Cu與Fe3+反應生成Fe2+，根據氧化還原反應原理知強化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性，所以驗證了Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故答案為②；

(3)由圖所示，電子從A極流出，則A電極入口通甲烷，其電極反應式為：CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O；根據電極反應知：n(8e-)=8n(CH4)=，若能量轉化率為90%，則導線中轉移電子的物質的量為12mol×90%=10.8mol；

(4)①正極氫離子得電子，電極反應式為 2H++2e—═H2↑；

②因為Al和氫氧化鈉溶液反應、而Mg不反應，所以負極是鋁、Mg作正極；該原電池的負極反應式為： Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O。