Question

12．以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烧，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O．
（1）已知：2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H₁
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃
则 C₃H₈（g）+5O₂（（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃（用△H₁、△H₂、△H₃表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：，电池工作时CO₃^2-移向负极（填“正极”或“负极”）；用该电池电解1000mL lmol/L的AgNO₃溶液（惰性电极），此电解池的反应方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，反应的热化学方程式改变系数，焓变随之改变，通过热化学方程式之间的加减计算得到；
（2）负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O₂，氧元素的化合价降低，丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，以此来书写电池反应方程式；原电池中阴离子向负极移动；惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，反应生成氧气和银，硝酸，据此书写反应方程式．

解答 解：（1）已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H₁
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃
依据盖斯定律：①×$\frac{1}{2}$+②×3-③×$\frac{3}{2}$得到：C₃H₈（g）+5O₂（（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=（$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃）
故答案为：$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃；
（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融的碳酸盐．电池反应方程式为C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O；正极发生还原反应，反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2 CO₃^2-；原电池中的阴离子向负极移动，放电时CO₃^2-移向电池的负极，惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，阳极电极反应为4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极电极反应为：4Ag⁺+4e^-=4Ag，电解池的总反应方程式为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：O₂+2CO₂+4e^-=2 CO₃^2-；负极；4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．

点评 本题综合考查反应热的计算、原电池、电解原理，侧重于考查学生综合运用盖斯定律计算、电化学知识的能力，题目难度中等，注意把握新型燃料电池以及电解原理，盖斯定律计算为高频考点．