Question

【題目】能源在人類生活中應(yīng)用廣泛。回答下列問題：

（1）氫氣燃燒時放出大量的熱，這是由于反應(yīng)物的總能量____生成物的總能量(選填“大于”“小于”或“等于”，下同)，從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度來看，是由于斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量____形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵釋放的總能量。

（2）H2被認(rèn)為是21世紀(jì)礦物燃料的理想能源，每克氫氣和汽油燃燒放出的熱量分別為55kJ和46kJ。①汽油可由石油經(jīng)____和_____獲得。②請分析氫氣作為能源替代汽油的優(yōu)勢：_____；____(寫兩點)。

（3）在氫氧堿性燃料電池中，負(fù)極發(fā)生__反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，正極反應(yīng)式為____。若反應(yīng)后得到5.4g液態(tài)水，此時氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___。

（4）如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。

片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)____。

A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.保持平衡狀態(tài)不變

C.鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜

（5）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。

①寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式______。

②若將①中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式___。

Answer 1

【答案】大于 小于 分餾 裂化 氫氣燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境 單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量更多 氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 0.6NA D 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu-2e-=Cu2+

【解析】

（1）對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。斷裂化學(xué)鍵會吸收能量，形成化學(xué)鍵會放出能量，對于放熱反應(yīng)，斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵釋放的總能量；

（2）石油經(jīng)過蒸餾（或分餾）可獲得石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等。以重油為原料經(jīng)過裂化可以獲得汽油等輕質(zhì)液體燃料；氫氣作為能源替代汽油的優(yōu)勢有氫氣燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境，而且單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量更多；

（3）氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，氫氣失去電子，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性溶液中，負(fù)極反應(yīng)式為：2H2-4e-+4OH-=4H2O，氧氣在正極得到電子，正極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-。根據(jù)總反應(yīng)，得到2mol水，轉(zhuǎn)移4mol電子，得到5.4g水即0.3mol水，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA；

（4）滴入CuSO4溶液后，鐵和銀以及硫酸銅溶液構(gòu)成了原電池；鐵為負(fù)極，失去電子：Fe-2e-=Fe2+，鐵圈質(zhì)量減輕；銀為正極，溶液中的Cu2+在銀上得到電子生成銅：Cu2++2e-=Cu，銀圈質(zhì)量增加，所以鐵圈上浮，銀圈下沉；

（5）①FeCl3溶液和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

②若將①中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，則負(fù)極是銅失去電子生成銅離子，正極是Fe3+得到電子生成Fe2+，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+。