Question

20．已知下列熱化學方程式：
①NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol
回答下列問題：（1）C（s）的標準燃燒熱為-393.5kJ/mol．
（2）寫出CO燃燒的熱化學方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
（3）反應①經(jīng)常用于實驗室的中和熱測定，測定裝置如有下左圖所示

儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒，碎泡沫塑料的作用是隔熱，減少反應制的熱量損失，用相同濃度和體積的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值會小于57.3kJ/mol （填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點．右上圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，試回答下列問題：
①寫出該氫氧燃料電池工作時負極的反應式2H₂-4e^-+4OH=4H₂O
②用該電池電解飽和食鹽水，當有1molH₂反應時，所產(chǎn)生的氯氣用于制備漂白粉，可以制的漂白粉127克．
（5）鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示：

①寫出該電池反應的總反應方程式：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂；
②將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在如圖虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標出導線中電子流動的方向．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，以此解答該題；
（2）根據(jù)已知反應②③利用蓋斯定律來計算反應焓變并書寫熱化學方程式；
（3）反應熱測定實驗中、保溫工作是關(guān)鍵，中和熱是稀的強酸和稀的強堿溶液反應生成1mol水放出的熱量，弱電解質(zhì)的電離會吸熱；
（4）①燃料電池的負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應；
②根據(jù)電解飽和食鹽水的方程式結(jié)合燃料電池中氫氣的消耗量和產(chǎn)生氯氣的量之間的關(guān)系來計算即可；
（5）中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，石墨作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，要保護鋼鐵不受腐蝕，可以把鐵設計成電解池的陰極，與電源負極相連接，設計成電解池后，石墨作陽極，陽極上氯離子放電．

解答 解：（1）根據(jù)反應：③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol，則1molC完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物二氧化碳放出的熱量為-393.5kJ/mol，故答案為：-393.5kJ/mol；
（2）已知：②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol
CO燃燒的熱化學方程式是$\frac{1}{2}$×③-②得到，即CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol；
（3）為保證液體充分混合并反應，需要攪拌器，反應熱測定實驗中保溫工作是關(guān)鍵，需要使用玻璃攪拌棒，碎泡沫塑料的作用是隔熱，減少反應制的熱量損失，中和熱是稀的強酸和稀的強堿溶液反應生成1mol水放出的熱量，氨水是弱電解質(zhì)，弱電解質(zhì)的電離會吸熱，所以相同濃度和體積的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值會小于57.3kJ/mol，
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；隔熱，減少反應制的熱量損失；小于；
（4）①氫氧燃料電池的負極上是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應，即2H₂-4e^-+4OH=4H₂O，
故答案為：2H₂-4e^-+4OH=4H₂O；
②用該電池電解飽和食鹽水，當有1molH₂反應時，根據(jù)反應：2H₂-4e^-+4OH=4H₂O，轉(zhuǎn)移電子是2mol，此時生成氯氣是1mol，所產(chǎn)生的氯氣用于制備漂白粉，可以制的漂白粉的質(zhì)量是0.5mol氯化鈣和0.5mol次氯酸鈣的混合物，質(zhì)量是0.5mol×111g/mol+0.5mol×143g/mol=127g，
故答案為：127；
（5）①中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，石墨作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，該電池反應的總反應方程式：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂，
故答案為：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂；
②要保護鋼鐵不受腐蝕，可以把鐵設計成電解池的陰極，與電源負極相連接，設計成電解池后，石墨作陽極，陽極上氯離子放電，即虛線框內(nèi)所示位置作出的修改以及導線中電子流動的方向如下圖：，
故答案為：．

點評 本題綜合考查學生電化學、熱化學、燃料電池、以及電子守恒的計算等方面的知識，屬于綜合知識的考查題，注意知識的遷移和應用是關(guān)鍵，難度中等，側(cè)重于考查學生對基礎(chǔ)知識的綜合應用能力．