题目内容
【题目】按要求填空:
(1)某同学依据氧化还原反应：2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如图所示：
①负极发生的电极反应为___________；
②电解质溶液中的NO3-向__________电极移动；(写出电极材料的名称)
(2)当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4g，则该原电池反应共转移的电子数目是________；
(3)水是生命之源，也是化学反应中的主角。请回答下列问题：
已知：2mol H2完全燃烧生成液态水时放出572 kJ的热量。
①若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量______(填“>”“<”或“=”)572 kJ；
②每克氢气燃烧生成液态水时放出的热量为________；
(4)天然气(主要成分CH4)和氧气反应生成二氧化碳和水，该反应为放热的氧化还原反应，可将其设计成燃料电池，构造如图所示，a、b两个电极均由多孔的碳块组成。
a电极的电极反应式是_________。
【答案】Cu2e=Cu2+ 铜 0.05NA(或3.01×1022) < 143kJ CH48e+10OH=CO32-+7H2O
【解析】
(1)①根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，负极发生氧化反应；
②溶液中的阴离子向正电荷较多的负极移动，
(2)根据电极反应式计算通过电子的物质的量；
(3)①相同质量的同一物质，气体含有的能量比液态多，液态比固态多分析判断；
②计算2mol氢气的质量，然后根据反应物的质量与反应放出的热量呈正比计算放出热量多少；
(4)通入燃料的电极为负极，失去电子，发生氧化反应，反应产物要结合电解质溶液的酸碱性分析。
(1)①根据反应2Ag++Cu=Cu2++2Ag可知：Cu失去电子，反应氧化反应，因此作原电池的负极，电极反应式为Cu2e=Cu2+；
②根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中的NO3-会向正电荷较多的负极Cu电极方向移动；在阴极发生反应：Ag++e-=Ag，n(Ag)=n(e-)=5.4g÷108g/mol=0.05mol，所以电子转移数目为0.05NA；
(3)①2mol H2完全燃烧生成液态水时放出572 kJ的热量，若2mol H2完全燃烧生成气态水，由于等质量的水蒸气含有的能量比液态水高，因此反应放出的热量比572 kJ的热量少；
②2mol H2完全燃烧生成液态水时放出572 kJ的热量，2molH2的质量为4g，则1g H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为572 kJ÷4=143kJ；
(4)根据图示可知a电极是通入燃料的电极，为负极，甲烷失去电子，由于电解质溶液为KOH溶液，显碱性，所以a电极的电极反应式是CH48e-+10OH=CO32-+7H2O。
