Question

能量是一個世界性的話題，如何充分利用能量、開發(fā)新能源，為人類服務是廣大科技工作者不懈努力的目標．
（1）如圖所示，組成一個原電池．
①當電解質溶液為稀硫酸時：Cu電極是

 

 （填“正”或“負”）極，其電極反應為

 

；
②當電解質溶液為濃硝酸時：Cu電極是

 

極，其電極反應為

 

．
（2）請寫出用惰性電極電解硫酸銅溶液的總化學方程式

 

．
（3）燃燒氫氣時耗氧量小，放出熱量多．已知4g H₂燃燒生成液態(tài)水時放熱為571.6kJ，試寫出表示H₂燃燒熱的熱化學方程式為：

 

．
（4）將TiO₂轉化為TiCl₄是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應之一．已知：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
則反應TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g）的△H是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）在原電池中，易失電子的電極為負極，另一個電極為正極
①當電解質溶液為稀硫酸時，鐵易失電子作負極、Cu作正極，正極上氫離子放電；
②當電解質溶液為濃硝酸時，銅易失電子作負極，負極上銅失電子生成銅離子；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電；
（3）4g H₂的物質的量是2mol，4g H₂燃燒生成液態(tài)水時放熱為571.6kJ，則1mol燃燒生成液態(tài)水時放熱為285.8kJ；
（4）根據蓋斯定律計算．

解答： 解：（1）①當電解質溶液為稀硫酸時，鐵易失電子作負極、Cu作正極，正極上氫離子放電，Cu電極上電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②當電解質溶液為濃硝酸時，鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以銅易失電子作負極，負極上銅失電子生成銅離子，電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：負；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，電池反應式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）4g H₂的物質的量是2mol，4g H₂燃燒生成液態(tài)水時放熱為571.6kJ，則1mol燃燒生成液態(tài)水時放熱為285.8kJ，則氫氣的燃燒熱化學方程式為H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1，故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1；
（4）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
②C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
根據蓋斯定律，①+②×2得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）=TiCl₄（l）+2CO（g）；△H=+140.5kJ/mol+（-110.5kJ/mol）×2=-80.5kJ/mol，
故答案為：-80.5kJ/mol．

點評：本題考查了原電池原理、燃燒熱化學方程式的書寫、蓋斯定律等知識點，根據基本概念、蓋斯定律的內涵、原電池原理等知識點來分析解答，注意不能根據金屬的活潑性強弱確定原電池正負極，要根據失電子的難易程度確定正負極，如：Mg、Al和NaOH溶液中鋁作負極，F(xiàn)e、Cu和濃硫酸或濃硝酸構成的原電池中Cu作負極，為易錯點．