Question

20．鋁、鐵和銅是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的金屬材料．
（1）已知：2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Fe₂O₃（s）；△H=-823.7kJ•mol^-1
2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）；△H=-1675.7kJ•mol^-1
寫出鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2Al（s）+Fe₂O₃（s）═Al₂O₃（s）+2Fe（s）△H=-852.0kJ•mol^-1．
（2）大功率Al-H₂O₂動(dòng)力電池原理如圖所示，電池放電時(shí)Al轉(zhuǎn)化為[Al（OH）₄]^-．透過離子交換膜的離子為OH^-，該電池正極反應(yīng)的離子方程式是H₂0₂+2e^-=2OH^-．
（3）已知粗銅含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬．某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室中以硫酸銅溶液為電解液，用電解法提純粗銅．
①電解時(shí)粗銅與電源的正極相連，陰極上的電極反應(yīng)式：Cu²⁺+2e=Cu．
②在電解過程中，硫酸銅溶液的濃度會(huì)變�。ㄌ睿骸白兇蟆�、“變小”或“不變”）．陽極泥的成分是銀、金．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律把已知熱化學(xué)方程式改寫成目標(biāo)方程式，結(jié)合反應(yīng)熱的關(guān)系計(jì)算；
（2）負(fù)極反應(yīng)是要消耗OH^-，所以O(shè)H^-要透過離子交換膜到負(fù)極區(qū)域；正極上雙氧水得電子生成氫氧根離子；
（3）①電解精煉銅時(shí)，精銅做陰極，粗銅作陽極，陰極上是銅離子得電子；
②陽極上Cu以及活潑性大于銅的金屬失電子；活潑性弱于Cu的金屬不電解，會(huì)形成陽極泥．

解答 解：（1）已知反應(yīng)①2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Fe₂O₃（s）△H=-823.7kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，將②-①可得：2Al（s）+Fe₂O₃（s）═Al₂O₃（s）+2Fe（s）△H=（-1675.7kJ•mol^-1）-（-823.7kJ•mol^-1）=-852.0kJ•mol^-1，
（2）負(fù)極反應(yīng)是要消耗OH^-，OH^-要透過離子交換膜到負(fù)極區(qū)域，正極上雙氧水得電子生成氫氧根離子，則正極反應(yīng)的離子方程式是H₂0₂+2e^-=2OH^-；
故答案為：OH^-；H₂0₂+2e^-=2OH^-；
（3）①在電解精煉銅時(shí)，精銅做陰極，粗銅作陽極，陽極與外接電源的正極相連，陰極上是銅離子得電子產(chǎn)生銅，Cu²⁺+2e=Cu，
故答案為：正；Cu²⁺+2e=Cu；
②陽極上Cu以及活潑性大于銅的金屬失電子，則陽極反應(yīng)是金屬鋅、鐵等先失電子，然后銅失電子，陰極上只有銅離子得電子，所以溶液中的銅離子濃度會(huì)變��；活潑性弱于Cu的金屬不電解，則銀、金不電解，會(huì)形成陽極泥；
故答案為：變��；銀、金．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律、原電池原理和電解池原理的應(yīng)用，題目比較綜合，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，題目難度中等，注意把握原電池和電解池中電極的判斷方法和電極方程式的書寫方法．