Question

【題目】（1）在25℃時，2mol乙醇（C2H5OH）在氧氣中完全燃燒放出的熱量為2733.6kJ，寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式 。

（2）利用乙醇的燃燒反應以氫氧化鈉作電解質溶液設計一個燃料電池，則通入氧氣的一極為 （填“正極”“負極”），負極的電極反應式為 。

（3）在如圖所示裝置中，石墨電極的電極反應式為 。如果開始加入的CuSO4足量，則電解一段時間，當電路中轉移1.0mol電子時，要使溶液恢復至原濃度，可向其中加入的物質是 （填化學式），其質量為 g。

Answer 1

【答案】（1）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O △H=-1366.8kJ/mol；

（2） C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；

（3） 4OH- -4e-=2H2O+O2↑；CuO；20.0g。

【解析】

試題分析：（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒產生穩定的氧化物時放出的熱量，由于在25℃時，2mol乙醇（C2H5OH）在氧氣中完全燃燒放出的熱量為2733.6kJ，所以1mol乙醇完全燃燒產生液體水和二氧化碳氣體，放出熱量是2733.6kJ÷2=1366.8kJ，故表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式是C2H5OH(l)+ 3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8kJ/mol；

（2）利用乙醇的燃燒反應以氫氧化鈉作電解質溶液設計一個燃料電池，則通入氧氣的一極為正極，通入乙醇的電極為負極，在堿性條件下負極的電極反應式為C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；

（3）在如圖所示裝置中，石墨電極失去電子，發生氧化反應，該電極的電極反應式為4OH- -4e-=2H2O+O2↑；CuSO4溶液電解的方程式是：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑ +2H2SO4，根據方程式可知：若反應轉移4mol電子，會反應產生2mol硫酸，同時產生2molCu和1molO2，兩極反應會產生2molCuO，所以電解一段時間，當電路中轉移1.0mol電子時，要使溶液恢復至原濃度，可向其中加入的物質是CuO，其質量為1/4×80g=20.0g。