题目内容
【题目】能源在人类生活中应用广泛。回答下列问题：
（1）氢气燃烧时放出大量的热，这是由于反应物的总能量____生成物的总能量(选填“大于”“小于”或“等于”，下同)，从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量____形成产物的化学键释放的总能量。
（2）H2被认为是21世纪矿物燃料的理想能源，每克氢气和汽油燃烧放出的热量分别为55kJ和46kJ。①汽油可由石油经____和_____获得。②请分析氢气作为能源替代汽油的优势：_____；____(写两点)。
（3）在氢氧碱性燃料电池中，负极发生__反应(填“氧化”或“还原”)，正极反应式为____。若反应后得到5.4g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为___。
（4）如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。
片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)____。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜
（5）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
①写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式______。
②若将①中的反应设计成原电池，写出负极的电极反应式___。
【答案】大于 小于 分馏 裂化 氢气燃烧产物为水，不污染环境 单位质量的氢气燃烧放出的热量更多 氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 0.6NA D 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu-2e-=Cu2+
【解析】
（1）对于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量。断裂化学键会吸收能量，形成化学键会放出能量，对于放热反应，断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键释放的总能量；
（2）石油经过蒸馏（或分馏）可获得石油气、汽油、煤油、柴油、重油等。以重油为原料经过裂化可以获得汽油等轻质液体燃料；氢气作为能源替代汽油的优势有氢气燃烧产物为水，不污染环境，而且单位质量的氢气燃烧放出的热量更多；
（3）氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O，氢气失去电子，在负极发生氧化反应,在碱性溶液中，负极反应式为：2H2-4e-+4OH-=4H2O，氧气在正极得到电子，正极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。根据总反应，得到2mol水，转移4mol电子，得到5.4g水即0.3mol水，转移的电子数为0.6NA；
（4）滴入CuSO4溶液后，铁和银以及硫酸铜溶液构成了原电池；铁为负极，失去电子：Fe-2e-=Fe2+，铁圈质量减轻；银为正极，溶液中的Cu2+在银上得到电子生成铜：Cu2++2e-=Cu，银圈质量增加，所以铁圈上浮，银圈下沉；
（5）①FeCl3溶液和铜发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
②若将①中的反应设计成原电池，则负极是铜失去电子生成铜离子，正极是Fe3+得到电子生成Fe2+，负极的电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+。
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