Question

17．请根据所学化学反应原理，解决以下问题：
（1）依据氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 设计的原电池，可以提供稳定的电流．装置如图所示，其中盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液．
回答下列问题：
①电极X的材料和电解质溶液Y分别为Cu、AgNO₃溶液；
②盐桥中K⁺移向B（填A或B）；
③银电极发生的电极反应为Ag⁺+e^-=Ag；
④用此做电源电解硝酸银溶液（用碳棒做电极）的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂；
（2）已知25℃、101kPa时，16.0g气态肼（N₂H₄）在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量312kJ，则该热化学反应方程式N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（3）已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1；
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1；
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1．
根据盖斯定律写出单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+128.3 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①在原电池中，活泼失电子的金属为负极，得电子的阳离子是电解质中的阳离子；
②依据原电池的电极反应和溶液中的电荷守恒分析判断离子移动方向；
③依据银电极做原电池的正极，在电极上是溶液中银离子得到电子发生还原反应；
④依据电解原理分析，阳极是溶液中氢氧根离子放电生成氧气，阴极上是溶液中银离子得到电子生成银；
（2）依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应量的反应热些出热化学方程式；
（3）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①-②-③计算得到．

解答 解：（1）①氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）中，活泼的失电子的金属Cu为负极，得电子的阳离子Ag⁺是电解质中的阳离子，所以电解质可以选择AgNO₃溶液，故答案为：Cu；AgNO₃溶液；
②原电池反应，B池中Ag⁺析出，为符合溶液的电中性，盐桥中的钾离子移向B池，故答案为：B；
③银电极发生的电极反应为溶液中的银离子得到电子析出银单质，电极反应为：Ag⁺+e^-=Ag，故答案为：Ag⁺+e^-=Ag；
④惰性电极电解硝酸银溶液，电极反应，①阳极是溶液中氢氧根离子放电生成氧气，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；②阴极上是溶液中银离子得到电子生成银，电极反应为：Ag⁺+e^-=Ag，总方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂↑；
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4HNO₃+4Ag+O₂；
（2）16.0g气态肼（N₂H₄）物质的量为0.5mol，在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量312kJ，1mol气态肼（N₂H₄）燃烧放热614KJ，反应的热化学方程式为：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，故答案为：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（3）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①-②-③得到：单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ•mol^-1
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+128.3 kJ•mol^-1．

点评 本题考查学生原电池的设计、构成条件以及工作原理知识，盖斯定律的计算应用，注意知识的积累是解题关键，难度中等．