Question

【題目】某實驗小組同學(xué)進行如下實驗，以檢驗化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。

(1)實驗中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)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(yīng)是______熱反應(yīng)， Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)時，需要將固體研細其目的是________________．反應(yīng)過程______ (填“①”或“②”)的能量變化可用圖表示。

(2)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗?zāi)康氖?/span>_________(填序號)。

(3)將CH4設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(a、b為多孔碳棒)其中____(填A或B)處電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為_____________________ 。當(dāng)消耗標(biāo)況下甲烷33.6L時，假設(shè)能量轉(zhuǎn)化率為90%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________mol。

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

①當(dāng)電極c為Al、電極d為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，寫出該原電池正極的電極反應(yīng)式為_______________。

②當(dāng)電極c為Al、電極d為Mg、電解質(zhì)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(yīng)式為_____________________________。

Answer 1

【答案】放 擴大接觸面積，提高反應(yīng)速率 ① ② A CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O 10.8 2H++2e—═H2↑ Mg Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O

【解析】

根據(jù)反應(yīng)物和生成物具有總能量的大小判斷吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；根據(jù)原電池原理分析電池的正負極及書寫電極反應(yīng)式；根據(jù)電極反應(yīng)式計算電子的轉(zhuǎn)移。

(1)溫度升高，說明反應(yīng)為放熱；將固體研細其目的是擴大接觸面積，提高反應(yīng)速率；圖示中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，故答案為： 放；擴大接觸面積，提高反應(yīng)速率；①；

(2)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，可以利用原電池原理，裝置②中發(fā)生的總反應(yīng)為Cu與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理知強化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性，所以驗證了Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故答案為②；

(3)由圖所示，電子從A極流出，則A電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為：CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O；根據(jù)電極反應(yīng)知：n(8e-)=8n(CH4)=，若能量轉(zhuǎn)化率為90%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol×90%=10.8mol；

(4)①正極氫離子得電子，電極反應(yīng)式為 2H++2e—═H2↑；

②因為Al和氫氧化鈉溶液反應(yīng)、而Mg不反應(yīng)，所以負極是鋁、Mg作正極；該原電池的負極反應(yīng)式為： Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O。