Question

【題目】按要求填空:

(1)某同學依據氧化還原反應：2Ag++Cu=Cu2++2Ag設計的原電池如圖所示：

①負極發生的電極反應為___________；

②電解質溶液中的NO3-向__________電極移動；(寫出電極材料的名稱)

(2)當反應進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應共轉移的電子數目是________；

(3)水是生命之源，也是化學反應中的主角。請回答下列問題：

已知：2mol H2完全燃燒生成液態水時放出572 kJ的熱量。

①若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量______(填“>”“<”或“=”)572 kJ；

②每克氫氣燃燒生成液態水時放出的熱量為________；

(4)天然氣(主要成分CH4)和氧氣反應生成二氧化碳和水，該反應為放熱的氧化還原反應，可將其設計成燃料電池，構造如圖所示，a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成。

a電極的電極反應式是_________。

Answer 1

【答案】Cu2e=Cu2+ 銅 0.05NA(或3.01×1022) < 143kJ CH48e+10OH=CO32-+7H2O

【解析】

(1)①根據電池反應式知，失電子化合價升高的金屬作負極，負極發生氧化反應；

②溶液中的陰離子向正電荷較多的負極移動，

(2)根據電極反應式計算通過電子的物質的量；

(3)①相同質量的同一物質，氣體含有的能量比液態多，液態比固態多分析判斷；

②計算2mol氫氣的質量，然后根據反應物的質量與反應放出的熱量呈正比計算放出熱量多少；

(4)通入燃料的電極為負極，失去電子，發生氧化反應，反應產物要結合電解質溶液的酸堿性分析。

(1)①根據反應2Ag++Cu=Cu2++2Ag可知：Cu失去電子，反應氧化反應，因此作原電池的負極，電極反應式為Cu2e=Cu2+；

②根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，溶液中的NO3-會向正電荷較多的負極Cu電極方向移動；在陰極發生反應：Ag++e-=Ag，n(Ag)=n(e-)=5.4g÷108g/mol=0.05mol，所以電子轉移數目為0.05NA；

(3)①2mol H2完全燃燒生成液態水時放出572 kJ的熱量，若2mol H2完全燃燒生成氣態水，由于等質量的水蒸氣含有的能量比液態水高，因此反應放出的熱量比572 kJ的熱量少；

②2mol H2完全燃燒生成液態水時放出572 kJ的熱量，2molH2的質量為4g，則1g H2完全燃燒生成液態水時放出的熱量為572 kJ÷4=143kJ；

(4)根據圖示可知a電極是通入燃料的電極，為負極，甲烷失去電子，由于電解質溶液為KOH溶液，顯堿性，所以a電極的電極反應式是CH48e-+10OH=CO32-+7H2O。