Question

11．近期因“召回門”而鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的豐田Prius屬于第三代混合動(dòng)力車，可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合驅(qū)動(dòng)車輪．汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力，降低了汽油的消耗；在剎車和下坡時(shí)電動(dòng)機(jī)處于充電狀態(tài)．
（1）混合動(dòng)力車的內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，汽油（以辛烷C₈H₁₈計(jì)）和氧氣充分反應(yīng)，每生成1mol水蒸氣就放熱569.1kJ．則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（g）；△H=-5121.9kJ•mol^-1．
（2）混合動(dòng)力車的電動(dòng)機(jī)目前一般使用的是鎳電池，鎳氫電池采用鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負(fù)極，堿液（主要為KOH）為電解液．鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式是：H₂+2NiOOH$?_{放電}^{充電}$2Ni（OH）₂．根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車下坡或剎車時(shí)，甲電極周圍溶液的pH將增大（填“增大”、“不變”或“減小”）；乙電極的電極反應(yīng)式為Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O．
（3）若用該鎳氫電池且用惰性電極電解硫酸銅溶液，一段時(shí)間后取出電極，向電解后的溶液中加入9.8gCu（OH）₂，充分反應(yīng)后所得溶液與電解前相同，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的體積為4.48L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)及反應(yīng)中的熱量變化、物質(zhì)的量與反應(yīng)熱的關(guān)系來書寫熱化學(xué)方程式；
（2）在剎車和下坡時(shí)電池處于充電狀態(tài)即電解池的工作原理，甲電極是陰極，氫離子發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，乙電極為陽極，是氫氧化鎳轉(zhuǎn)化為NiOOH的過程，反應(yīng)式為Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O；
（3）根據(jù)電解池的工作原理，要想讓電解后的電解質(zhì)復(fù)原，則遵循的原則是：出什么加什么，加入 Cu（OH）₂后溶液與電解前相同，則銅離子和氫氧根放電，根據(jù)電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）辛烷燃燒生成1mol水蒸氣放熱569.1kJ，所以生成9mol水蒸氣放熱5121.9kJ，所以辛烷燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂ （g）+9H₂O（g）；△H=-5121.9kJ•mol^-1，
故答案為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）=8CO₂ （g）+9H₂O（g）；△H=-5121.9kJ•mol^-1；
（2）在剎車和下坡時(shí)電池處于充電狀態(tài)即電解池的工作原理，甲電極是陰極，氫離子發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，所以甲電極周圍溶液的pH將增大；乙電極為陽極，是氫氧化鎳轉(zhuǎn)化為NiOOH的過程，反應(yīng)式為Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O；
故答案為：增大；Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O；
（3）以惰性電極電解CuSO₄溶液的電解原理方程式是：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，加入9.8g Cu（OH）₂（相當(dāng)于CuO和H₂O）后溶液與電解前相同，根據(jù)銅元素守恒，所以析出金屬銅的物質(zhì)的量是0.1mol，陰極反應(yīng)是：2Cu²⁺+4e^-→2Cu，當(dāng)析出金屬銅的物質(zhì)的量是0.1mol時(shí)，則轉(zhuǎn)移的電子是0.2mol，當(dāng)電解掉0.1mol水時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.2mol，總共轉(zhuǎn)移電子是0.4mol，又消耗1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，所以轉(zhuǎn)移電子是0.4mol，消耗的氫氣體積為$\frac{1}{2}$×0.4×22.4=4.48L．
故答案為：4.48．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原理及熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫，難度不大，注意熱化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)熱與計(jì)量數(shù)的關(guān)系，計(jì)量數(shù)改變，反應(yīng)熱要相應(yīng)的改變以及注意電子守恒思想的應(yīng)用．