Question

【題目】（1）下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。

寫出MgBr2(s)與Cl2(g)生成MgCl（s）和Br2（l）的熱化學(xué)方程式______________________________。

（2）甲醇燃料電池（結(jié)構(gòu)如圖），質(zhì)子交換膜左右兩側(cè)的溶液均為1L2mol·L-1H2SO4溶液。當(dāng)電池中有2mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為______g（假設(shè)反應(yīng)物耗盡，忽略氣體的溶解）。

（3）250mLK2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42-)＝0. 5mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。假定電解后溶液體積仍為250mL，寫出陰極電極反應(yīng)式______________原混合溶液中c(K＋)＝__________________

（4）NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化。將濃度均為0.020mol/L NaHSO3溶液（含少量淀粉）10ml、KIO3(過量)酸性溶液90.0ml混合，記錄10—55℃間溶液變藍(lán)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。據(jù)圖分析，圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為________________

Answer 1

【答案】MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol 24 Cu2+ + 2e— = Cu，2H+ + 2e— = H2 0.6mol/L 2.5×10—5mol/L·s

【解析】

（1）依據(jù)圖像分析可知，①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s), ΔH=-641 kJ/mol；②Mg(s)+Br2(g)=MgBr2(s), ΔH=-524 kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律，①-②得：MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol；綜上所述，本題答案是：MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol。

（2）負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),左側(cè)質(zhì)量減輕2/6×（44-32）=4g,還要有2molH+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè),質(zhì)量減少2g；正極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O,右側(cè)質(zhì)量增加32×2/4=16g，加上轉(zhuǎn)移過來的2gH+,因此左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為16+4+2+2=24g；因此，本題正確答案是:24。

（3）石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陽極發(fā)生：4OH--4e﹣= O2↑+2H2O，生成氧氣的量=1.12/22.4=0.05mol；則轉(zhuǎn)移的電子的量為0.2 mol；陰極發(fā)生Cu2++2e﹣═Cu、2H++2e-=H2↑，則生成氫氣的量=1.12/22.4=0.05mol；根據(jù)電子得失守恒，消耗銅離子的量為0.05 mol，溶液中銅離子濃度=0.05/0.25=0.2 mol·L－1,根據(jù)電荷守恒可知：0.2×2+c(K+)×1=0.5×2, c(K+)=0.6mol/L；綜上所述，本題答案是：Cu2+ + 2e— = Cu，2H+ + 2e— = H2 ； 0.6mol/L。

（4）a點(diǎn)時(shí)間為80s,混合液的體積為90+10=100mL=0.1L，濃度變化量為0.02×0.01/0.1=0.002mol/L,a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為0.002/80= 2.5×10—5mol/L·s；綜上所述，本題答案是：2.5×10—5mol/L·s。