Question

【題目】根據題意解答

（1）某實驗小組同學進行如下實驗，以檢驗化學反應中的能量變化，實驗中發(fā)現，反應后①中的溫度升高；②中的溫度降低．由此判斷鋁條與鹽酸的反應是___________熱反應，Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應是________________________熱反應．反應過程___________________________（填“①”或“②”）的能量變化可用圖2表示．

（2）為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的是_________（填序號）．

（3）將CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖4所示（a、b為多孔碳棒）處電極入口通甲烷（填A或B），其電極反應式為_____________________ ．

（4）如圖5是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置．請回答下列問題：

①當電極a為Al、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，寫出該原電池正極的電極反應式為___________________________ ．

②當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該原電池的正極為_______；該原電池的負極反應式為_____________________________．

Answer 1

【答案】放 吸 ① ② A，CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O 2H++2e﹣═H2↑ Mg Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O

【解析】

(1)化學反應中,溫度升高,則反應放熱，溫度降低則反應吸熱；圖2中反應物總能量大于生成物總能量,該反應為放熱反應,據此進行解答；
(2)驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱,在原電池中,銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極,電解質溶液為可溶性的鐵鹽；
(3)根據電子流向知,A為負極、B為正極,燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極,甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；
(4)①Al、Cu、稀硫酸構成的原電池,金屬Al作負極,金屬Cu為正極,正極上氫離子得到電子,負極上Al失去電子；
②Al、Mg、NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極，Mg為正極,負極上Al失去電子,正極上水中的氫離子得到電子，以此來解答。

(1)通過實驗測出,反應前后①燒杯中的溫度升高,則Al跟鹽酸的反應是放熱反應,②燒杯中的溫度降低,則Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應是吸熱反應；根據圖2數據可以知道,該反應中,反應物總能量大于生成物總能量,則該反應為放熱反應,可表示反應①的能量變化；因此，本題正確答案是：放， 吸， ① 。
(2)驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱,在原電池中,銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極,電解質溶液為可溶性的鐵鹽，
①中鐵作負極、Cu作正極,電池反應式為Fe+2Fe3+=3Fe2+,不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱,故錯誤；
②中銅作負極、銀作正極,電池反應式為Cu+2Fe3+=2Fe2++ Cu2+，能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱,故正確；
③中鐵發(fā)生鈍化現象,Cu作負極、鐵作正極,電池反應式為: Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故錯誤；
④中鐵作負極、銅作正極,電池反應式為: Fe+ Cu2+= Cu2++ Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故錯誤；
因此，本題正確答案是:②。
(3)根據電子流向知,A為負極、B為正極,燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極,所以A處通入甲烷,甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水,電極反應式為CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O ；
因此，本題正確答案是:A；CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O。

(4)①Al、Cu、稀硫酸構成的原電池,金屬Al作負極,金屬Cu為正極,正極上氫離子得到電子,負極上Al失去電子,正極反應為2H++2e﹣═H2↑；

因此，本題正確答案是：2H++2e﹣═H2↑；
②Al、Mg、NaOH溶液可構成原電池,Al為負極,Mg為正極,負極上Al失去電子,正極上水中的氫離子得到電子,發(fā)生電池離子反應為Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O；

因此，本題正確答案是：Mg；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O。