Question

10．（1）事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)．下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是B．
a．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0
b．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H＜0
c．Ba（OH）₂（aq）+H₂SO₄（aq）═BaSO₄（s）+2H₂O（l）△H＜0
（2）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的電池．該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO₄溶于混合有機(jī)溶劑中，Li⁺通過電解質(zhì)遷移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂．
回答下列問題：
①該電池的負(fù)極材料是Li（填Li或MnO₂）．
②電池正極反應(yīng)式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂．
（3）氯氣雖然有毒，但它卻是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)上不可缺少的重要化工原料之一．工業(yè)上大量使用電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）來制取氯氣．
①氯堿工業(yè)電解食鹽水的離子方程式為2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．
②電解過程中溶液中的Na⁺向電解池的陰極移動(dòng) （填“陽”或“陰”）．
③若用上述鋰錳電池和鉛蓄電池（負(fù)極板為Pb，正極板為PbO₂，電解質(zhì)為硫酸）分別電解飽和食鹽水制取氯氣，當(dāng)獲得相同體積的氯氣時(shí)（標(biāo)況下測(cè)定，不考慮氯氣溶于水），鋰錳電池和鉛蓄電池負(fù)極質(zhì)量變化量之比為7：48．

Answer 1

分析 （1）常溫下屬于氧化還原反應(yīng)的放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)為原電池，存在元素化合價(jià)變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；
（2）形成原電池反應(yīng)時(shí)，Li為負(fù)極，被氧化，電極方程式為Li-e^-=Li⁺，MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，結(jié)合電極方程式以及元素化合價(jià)的變化解答該題；
（3）①電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉；
②電解池中陽離子移向陰極；
③若用上述鋰錳電池和鉛蓄電池（負(fù)極板為Pb，正極板為PbO₂，電解質(zhì)為硫酸）分別電解飽和食鹽水制取氯氣，當(dāng)獲得相同體積的氯氣時(shí)，說明電池中電子守恒，結(jié)合電極反應(yīng)計(jì)算．

解答 解：（1）A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0，為氧化還原反應(yīng)，但為吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故A錯(cuò)誤；
B．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H＜0，為氧化還原反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，能設(shè)計(jì)為原電池，故B正確；
C．Ba（OH）₂（aq）+H₂SO₄（aq）═BaSO₄（s）+2H₂O（l）△H＜0，不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故C錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）①電池的負(fù)極材料是Li，MnO₂為正極，
故答案為：Li；
②MnO₂為正極，被還原，電極方程式為MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂，
故答案為：MnO₂+e^-+Li⁺=LiMnO₂；
（3）①電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
②電解過程中溶液中的Na⁺向電解池的陰極，
故答案為：陰；
③鉛蓄電池負(fù)極電極反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，鋰錳電池負(fù)極反應(yīng)Li-e^-=Li⁺，電子守恒Pb～PbSO₄～2Li～2e^-，鋰錳電池負(fù)極質(zhì)量減小，鉛蓄電池負(fù)極質(zhì)量增加，鋰錳電池和鉛蓄電池負(fù)極變化量之比=$\frac{2×7}{96}$=$\frac{7}{48}$，
故答案為：7：48．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池、電解池原理分析、電極反應(yīng)書寫、電極質(zhì)量變化的計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．