Question

【题目】阅读题目，回答问题。

（1）已知： P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1， P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。请回答：PCl3(g)和氯气反应生成PCl5(g)的热化学方程式为________________________________，Cl—Cl 键的键能为_________________________。

（2）离子液体是一种室温熔融盐非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-利AlCl4-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。则钢制品应接电源的__________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_________________________。

（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图

①电源的负极为_____________（填“A”或“B”）。

②阳极室中发生的反应为_____________________，______________________。

③电解结束后，阴极室溶液的pH 与电解前相比将____________________。

Answer 1

【答案】 PCl3(g)+Cl2(g)=PC15(g) ΔH=kJ·mol-1 (b-a+5.6c)/4 kJ·mol-1 负 4Al2Cl7-+e-=A1+7AlCl4- B 2C1--2e-= Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl 不变

【解析】（1）设已知中的两个热化学方程式分别为：①P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1，②P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1，根据盖斯定律，(②-①)÷4得：PCl3(g)+Cl2(g)=PC15(g) ΔH=kJ·mol-1；焓变=反应物键能之和-生成物键能之和，用E(Cl-Cl)表示Cl—Cl键的键能，可得：E(Cl-Cl)+3×1.2c-5c=kJmol-1，解得E(Cl-Cl)=(b-a+5.6c)/4 kJ·mol-1。

（2）根据电镀原理，钢铁上镀铝，铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，则钢制品应接电源的负极；电解质溶液为：有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-，因为该离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，所以阴极发生还原反应生成铝，铝元素的化合价降低，根据离子液体成分，结合电荷守恒分析可得，应为Al2Cl7-得电子，电极反应式为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-。

（3）①如图该装置为电解池，左室进入NaCl和尿素混合液，产生了Cl2、CO2和N2，发生氧化反应，故A为电源正极，所以B为电源的负极，右室电解产物为H2，发生还原反应。②由图可知，阳极室首先是Cl-放电生成Cl2，然后Cl2再氧化尿素生成氮气和二氧化碳，同时生成HCl，故阳极室中发生的反应为：2C1-2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。③阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，根据两极的反应及电子守恒可看出，两极上产生的OH-、H+的数目相等，阳极室中产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水，所以电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比不变。