Question

17．請根據(jù)所學化學反應原理，解決以下問題：
（1）依據(jù)氧化還原反應：2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 設計的原電池，可以提供穩(wěn)定的電流．裝置如圖所示，其中鹽橋中裝有瓊脂-飽和KCl溶液．
回答下列問題：
①電極X的材料和電解質溶液Y分別為Cu、AgNO₃溶液；
②鹽橋中K⁺移向B（填A或B）；
③銀電極發(fā)生的電極反應為Ag⁺+e^-=Ag；
④用此做電源電解硝酸銀溶液（用碳棒做電極）的化學方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂；
（2）已知25℃、101kPa時，16.0g氣態(tài)肼（N₂H₄）在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量312kJ，則該熱化學反應方程式N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（3）已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1；
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1；
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1．
根據(jù)蓋斯定律寫出單質碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+128.3 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①在原電池中，活潑失電子的金屬為負極，得電子的陽離子是電解質中的陽離子；
②依據(jù)原電池的電極反應和溶液中的電荷守恒分析判斷離子移動方向；
③依據(jù)銀電極做原電池的正極，在電極上是溶液中銀離子得到電子發(fā)生還原反應；
④依據(jù)電解原理分析，陽極是溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上是溶液中銀離子得到電子生成銀；
（2）依據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和對應量的反應熱些出熱化學方程式；
（3）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②-③計算得到．

解答 解：（1）①氧化還原反應：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）中，活潑的失電子的金屬Cu為負極，得電子的陽離子Ag⁺是電解質中的陽離子，所以電解質可以選擇AgNO₃溶液，故答案為：Cu；AgNO₃溶液；
②原電池反應，B池中Ag⁺析出，為符合溶液的電中性，鹽橋中的鉀離子移向B池，故答案為：B；
③銀電極發(fā)生的電極反應為溶液中的銀離子得到電子析出銀單質，電極反應為：Ag⁺+e^-=Ag，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；
④惰性電極電解硝酸銀溶液，電極反應，①陽極是溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；②陰極上是溶液中銀離子得到電子生成銀，電極反應為：Ag⁺+e^-=Ag，總方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂↑；
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂；
（2）16.0g氣態(tài)肼（N₂H₄）物質的量為0.5mol，在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量312kJ，1mol氣態(tài)肼（N₂H₄）燃燒放熱614KJ，反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，故答案為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（3）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②-③得到：單質碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ•mol^-1
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+128.3 kJ•mol^-1．

點評 本題考查學生原電池的設計、構成條件以及工作原理知識，蓋斯定律的計算應用，注意知識的積累是解題關鍵，難度中等．