Question

（1）①氫氧燃料電池是將H₂通入負(fù)極，O₂通入正極而發(fā)生電池反應(yīng)的．若電解質(zhì)溶液為H₂SO₄，其正極電極反應(yīng)式：

 

，
②化學(xué)反應(yīng)可為人類提供能量，家用液化氣的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），常溫常壓下，當(dāng)5.8kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，放出熱量為2.9×10⁵kJ，試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

，已知1mol液態(tài)水氣化時(shí)需要吸收44kJ的熱量，則反應(yīng)：C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（g） 的△H=

 

．
③由甲烷、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）如圖為相互串聯(lián)的甲乙兩電解池．
①甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A是

 

極，電極反應(yīng)為

 

，B是

 

極，材料是

 

，電解質(zhì)溶液為

 

．．
②乙池中若滴入少量酚酞試液，電解一段時(shí)間后Fe極附近呈

 

色．
③若甲池中陰極增重12.8g，則乙池中陽極放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

．
④若此時(shí)乙池剩余液體為400mL，則電解后得到堿液的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）①酸性條件下，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水；
②5.8kg丁烷的物質(zhì)的量=

5800g

58g/mol

=100mol，100mol丁烷完全燃燒放出熱量為2.9×10⁵kJ，則1mol丁烷完全燃燒放出2900kJ熱量；
根據(jù)蓋斯定律計(jì)算放出熱量；
③堿性條件下，甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水；
（2）①電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極、純銅作陰極，含有銅離子的可溶性銅鹽為電解質(zhì)；
②鐵為陰極，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近有氫氧根離子生成；
③若甲池中陰極增重12.8g，析出n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，乙池中陽極上氯離子放電生成氯氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算生成氯氣體積；
④根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算生成NaOH物質(zhì)的量，再根據(jù)C=

n

V

計(jì)算NaOH濃度．

解答： 解：（1）①酸性條件下，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
②5.8kg丁烷的物質(zhì)的量=

5800g

58g/mol

=100mol，100mol丁烷完全燃燒放出熱量為2.9×10⁵kJ，則1mol丁烷完全燃燒放出2900kJ熱量，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5 H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1，
C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5 H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol
所以C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（g）△H=-2680kJ?mol^-1，
故答案為：C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1；-2680kJ?mol^-1；
③堿性條件下，甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^-+8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案為：CH₄+10OH^-+8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
（2）①電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極、純銅作陰極，含有銅離子的可溶性銅鹽為電解質(zhì)，所以A是陰極，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e-=Cu，B是陽極，為粗銅，電解質(zhì)溶液為CuSO₄，
故答案為：陰；Cu²⁺+2e-=Cu；陽；粗銅；CuSO₄；
②鐵為陰極，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近有氫氧根離子生成，溶液呈堿性，酚酞遇堿變紅色，所以溶液呈紅色，故答案為：紅；
③若甲池中陰極增重12.8g，析出n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2n（Cu）=0.4mol，乙池中陽極上電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得氯氣體積=

0.4mol

2

×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：4.48L；
 ④乙池電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，設(shè)電解后氫氧化鈉濃度為xmol/L，
2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑轉(zhuǎn)移電子
                     2mol              2mol
                     0.4xmol            0.4mol
2mol：2mol=0.4xmol：0.4mol
x=

0.4mol×2mol

2mol×0.4mol

=1，
故答案為：1mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理、熱化學(xué)反應(yīng)，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，會(huì)正確書寫電極反應(yīng)式，此知識(shí)點(diǎn)為高考高頻點(diǎn)，熟練掌握．