Question

（10分）（1）在298K时，1molC₂H₆在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量，1558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式                           。

（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为      极（填写“正”“负”）该电极上发生的电极反应式是                                    

（3）右图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为                      ；如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO₄足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入         __________（填物质名称）。

 

Answer 1

【答案】

（1）2C₂H₆(g)+7O₂(g)→4CO₂(g)+6H₂O(l)  △H=－3116.6kJ/mol

（2）负     C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O

（3）4OH^--4e^-= O₂↑+2H₂O              （4）CuO      (每空2分，共10分)

【解析】（1）根据已知条件可知，热化学方程式为2C₂H₆(g)+7O₂(g)→4CO₂(g)+6H₂O(l)  △H=－3116.6kJ/mol。

（2）原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以乙烷在负极通入，氧气在正极通入；又因为溶液显碱性，所以负极的电极反应式为 C₂H₆-14e^-+18OH^-=2CO₃^2-+12H₂O。

（3）根据装置图可知，石墨是电子流出的极，所以石墨是阳极，溶液中的OH^－失去电子，方程式为4OH^--4e^-= O₂↑+2H₂O；一段时间后溶液的pH变为1，则溶液中氢离子的物质的量是0.1mol，则根据方程式2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑可知，生成铜是0.05mol，所以需要加入0.05mol氧化铜。