Question

化学科学的重要责任在于认识自然界里存在的各种各样的、奇妙的化学反应，探索纷繁的化学反应的本质和规律．通过化学反应原理模块的学习，我们可以比较深刻地理解化学科学的精髓，提高化学学科素养．请根据所学化学反应原理，解决以下问题．
（1）依据氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 设计的双液原电池，可以提供稳定的电流．装置如图所示，其中盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液．
回答下列问题：
①电极X的材料和电解质溶液Y分别为

Cu

、

AgNO₃溶液

；
②盐桥中K⁺移向

B

（填A或B）；
③银电极发生的电极反应为

Ag⁺+e^-=Ag

．
（2）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ?mol_-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1
根据盖斯定律写出单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1

．
（3）100mL 1.0mol?L^-1盐酸与100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量热计中进行中和反应．测得反应后溶液温度升高了6.8℃，已知稀溶液的比热容为4.2kJ/℃?kg^-1，则该中和反应的反应热为

57.1 kJ?mol^-1

．（小数点后面保留一位有效数字）

Answer 1

分析：（1）①在原电池中，活泼失电子的金属为负极，得电子的阳离子是电解质中的阳离子；
②依据原电池的电极反应和溶液中的电荷守恒分析判断离子移动方向；
③依据银电极做原电池的正极，在电极上是溶液中银离子得到电子发生还原反应；
（2）依据盖斯定律计算得到热化学方程式；
（3）依据反应热的计算公式计算得到，Q=-mc（T₂-T₁）．

解答：解：（1）①氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）中，活泼的失电子的金属Cu为负极，得电子的阳离子Ag⁺是电解质中的阳离子，所以电解质可以选择AgNO₃溶液；
②原电池反应，B池中Ag⁺析出，为符合溶液的电中性，盐桥中的钾离子移向B池；
③银电极发生的电极反应为溶液中的银离子得到电子析出银单质，电极反应为：Ag⁺+e^-=Ag；
故答案为：Cu、AgNO₃溶液；B；Ag⁺+e^-=Ag；
（2）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
根据盖斯定律，①-②-③得到：单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1；
（3）100mL 1.0mol?L^-1盐酸与100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量热计中进行中和反应．生成水为0.1mol，测得反应后溶液温度升高了6.8℃，已知稀溶液的比热容为4.2kJ/°C?kg^-1，可以根据计算公式计算得到：Q=-C（T₂-T₁）；稀溶液的密度可以近似为1g/ml，所以Q=-C（T₂-T₁）=-4.2kJ/°C?kg^-1×6.8°C×（200ml×1g/ml×10^-3kg/g）=5.71KJ；中和反应生成0.1molH₂O，中和反应的反应热是生成1mol水时放出的热量，所以反应的中和热为57.1KJ/mol，
故答案为：57.1 kJ?mol^-1．

点评：本题考查学生原电池的设计、构成条件以及工作原理知识，盖斯定律的计算应用，中和热的概念和计算，注意知识的积累是解题关键，难度中等．