Question

【题目】某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化。

(1)实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低．由此判断铝条与盐酸的反应是______热反应， Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应时，需要将固体研细其目的是________________．反应过程______ (填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。

(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是_________(填序号)。

(3)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中____(填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为_____________________ 。当消耗标况下甲烷33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为_________mol。

(4)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置．请回答下列问题：

①当电极c为Al、电极d为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，写出该原电池正极的电极反应式为_______________。

②当电极c为Al、电极d为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该原电池的正极为_______；该原电池的负极反应式为_____________________________。

Answer 1

【答案】放 扩大接触面积，提高反应速率 ① ② A CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O 10.8 2H++2e—═H2↑ Mg Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O

【解析】

根据反应物和生成物具有总能量的大小判断吸热反应还是放热反应；根据原电池原理分析电池的正负极及书写电极反应式；根据电极反应式计算电子的转移。

(1)温度升高，说明反应为放热；将固体研细其目的是扩大接触面积，提高反应速率；图示中反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，反应①为放热反应，故答案为： 放；扩大接触面积，提高反应速率；①；

(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，可以利用原电池原理，装置②中发生的总反应为Cu与Fe3+反应生成Fe2+，根据氧化还原反应原理知强化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，所以验证了Fe3+与Cu2+氧化性强弱，故答案为②；

(3)由图所示，电子从A极流出，则A电极入口通甲烷，其电极反应式为：CH4﹣8e—+10OH﹣=CO32—+7H2O；根据电极反应知：n(8e-)=8n(CH4)=，若能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为12mol×90%=10.8mol；

(4)①正极氢离子得电子，电极反应式为 2H++2e—═H2↑；

②因为Al和氢氧化钠溶液反应、而Mg不反应，所以负极是铝、Mg作正极；该原电池的负极反应式为： Al+4OH—﹣3e—=AlO2—+2H2O。