Question

研究化學(xué)反應(yīng)與能量的變化具有重要意義．

（1）已知2S0₂（g）+O₂（g）?2S0₃（g）△H=-198kJ?mol^-1的反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖1：
①反應(yīng)通常用V₂O₅作為催化劑，加入V₂O₅會(huì)使圖中的B點(diǎn)

 

 （填“升高”、“不變”或“降低”）．
②E₂表示的意義為

 

．
（2）如圖2中的a和b為氫鎳換可充電堿性電池的電極，該電池總反應(yīng)式為2Ni（OH）₂?H₂+2NiO（OH）．
①為了實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)，用Z通入氧氣的同時(shí)，將開關(guān)K與Y相連即可．石墨電極的反應(yīng)式為

 

，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②不通入氧氣，直接將K與X相連也能實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)．則氫鎳堿性電池的負(fù)極為

 

（填“a”或“b”），電解槽內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
③當(dāng)給氫鎳堿性電池充電時(shí)，該電池的陽(yáng)極反應(yīng)式為

 

；氫鎳電池放電時(shí)，負(fù)極附近的pH會(huì)

 

（填“變大”、“不變”或“變小”）．
（3）若將圖2中的稀硫酸換成CuS0₄溶液，并且將氫鎳堿性電池的電極反接，將K連接X(jué)，通電一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.2mol堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]后，恰好恢復(fù)到原來(lái)的濃度和pH（不考慮CO₂的溶解），則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,化學(xué)反應(yīng)的能量變化規(guī)律

專題：

分析：（1）E₁、E₂分別為反應(yīng)物、生成物的活化能，加入催化劑，可降低反應(yīng)的活化能；
（2）①為了實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)，用Z通入氧氣的同時(shí)，將開關(guān)K與Y相連，形成原電池反應(yīng)，銅為負(fù)極被氧化，通入氧氣的一極為正極，總反應(yīng)生成硫酸銅；
②不通入氧氣，直接將K與X相連也能實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)，銅應(yīng)為陽(yáng)極，則原電池a為負(fù)極，b為正極，銅被氧化，陰極生成氫氣；
③當(dāng)給氫鎳堿性電池充電時(shí)，該電池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ni（OH）₂被氧化生成NiO（OH），氫鎳電池放電時(shí)，負(fù)極上氫氣被氧化生成水；
（3）若將圖2中的稀硫酸換成CuS0₄溶液，并且將氫鎳堿性電池的電極反接，將K連接X(jué)，銅為陰極，Y為陽(yáng)極，陰極上銅離子和氫離子放電、陽(yáng)極上氫氧根離子放電．

解答： 解：（1）①加入催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，故答案為：降低；
②E₂為生成物的活化能，表示2molS0₃完全分解反應(yīng)的活化能或2molS和6molO生成2molS0₃釋放的能量，故答案為：2molS0₃完全分解反應(yīng)的活化能或2molS和6molO生成2molS0₃釋放的能量；
（2）①為了實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)，用Z通入氧氣的同時(shí)，將開關(guān)K與Y相連，形成原電池反應(yīng)，銅為負(fù)極被氧化，通入氧氣的一極為正極，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
總反應(yīng)生成硫酸銅，總方程式為2Cu+2H₂S0₄+O₂=2CuS0₄+2H₂O，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2Cu+2H₂S0₄+O₂=2CuS0₄+2H₂O；
②不通入氧氣，直接將K與X相連也能實(shí)現(xiàn)銅與稀硫酸反應(yīng)，銅應(yīng)為陽(yáng)極，則原電池a為負(fù)極，b為正極，銅被氧化，陰極生成氫氣，
電解槽內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為Cu+2H⁺

通電  .

Cu²⁺+H₂↑，
故答案為：a；Cu+2H⁺

通電  .

Cu²⁺+H₂↑；
③當(dāng)給氫鎳堿性電池充電時(shí)，該電池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ni（OH）₂被氧化生成NiO（OH），電極方程式為OH^-+Ni（OH）₂-e^-=NiO（OH）+H₂O，
氫鎳電池放電時(shí)，負(fù)極上氫氣被氧化生成水，電極方程式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，則溶液pH減小，
故答案為：OH^-+Ni（OH）₂-e^-=NiO（OH）+H₂O；變�。�
（3）若將圖2中的稀硫酸換成CuS0₄溶液，并且將氫鎳堿性電池的電極反接，將K連接X(jué)，銅為陰極，Y為陽(yáng)極，陰極上銅離子和氫離子放電、陽(yáng)極上氫氧根離子放電，堿式碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，所以加入0.2mol堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]相當(dāng)于加入0.4molCuO、0.2molH₂O，根據(jù)生成物知，陰極上銅離子和氫離子放電、陽(yáng)極上氫氧根離子放電，根據(jù)Cu原子、H原子守恒得陰極上析出n（Cu）=0.4mol、n（H₂）=0.2mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.4mol×2+0.2mol×2=1.2mol，故答案為：1.2mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理和電解原理，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力的考查，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫，題目難度中等．