Question

10．按要求填写下列空白．
（1）N₂（g）和H₂（g）反应生成1molNH₃（g）放出4301kJ热量，写出其热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-8603KJ/mol．
（2）航天领域使用氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，酸式氢氧燃料电池的电解质时酸．其正极反应可以表示为O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其负极反应可以表示为H₂+2OH^--2e-=2H₂O．（填电极反应式）
（3）用石墨作电极电解CuSO₄水溶液，阳极的电极反应式为4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑，阴极的电极反应式为Cu²⁺+2e-=Cu．
（4）在粗铜精炼的反应中粗铜做阳极，发生氧化（填“氧化”或“还原”） 反应，阳极的电极反应式为Cu-2e-=Cu²⁺．
（5）将H⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-五种离子组成电解质按要求进行电解：以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，应采用的电解质是CuCl₂、HCl．（填化学式）

Answer 1

分析 （1）N₂和H₂完全反应生成1molNH₃放热4301kJ热量，生成2mol氨气放热8602kJ，依据热化学方程式书写得到；
（2）氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，碱式氢氧燃料电池中，负极上是氢气失电子称为水的过程；
（3）根据电池的工作原理以及放电顺序书写电极反应式；
（4）用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；
（5）惰性电极电解HCl、CuCl₂溶液时，电解质质量减小，水量不变，可以根据离子的放电顺序来回答．

解答 解：（1）N₂（g）与H₂（g）反应生成1mol NH₃（g），放热4301kJ热量，生成2mol氨气放热8602kJ，标注物质聚集状态和对应反应焓变写出热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-8603KJ/mol；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-8603KJ/mol；
（2）氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，即：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，碱式氢氧燃料电池中，负极上是氢气失电子称为水的过程，即H₂+2OH^--2e-=2H₂O，故答案为：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；H₂+2OH^--2e-=2H₂O；
（3）用石墨作电极电解CuSO₄水溶液，阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应，电极反应式为：4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑，在阴极上是铜离子得电子的还原反应，即：Cu²⁺+2e-=Cu，故答案为：4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e-=Cu；
（4）用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，阳极发生氧化反应，即Cu-2e-=Cu²⁺，阴极发生还原反应故答案为：粗铜；氧化；Cu-2e-=Cu²⁺；
（5）因阳离子放电顺序为Cu²⁺＞Na⁺＞H⁺，阴离子放电顺序为Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-，则惰性电极电解CuCl₂溶液时，铜离子、氯离子放电，则电解质质量减小，水量不变，惰性电极电极HCl溶液，氢离子和氯离子放电，电解质溶液质量减小，水的质量不变，
故答案为：CuCl₂；HCl．

点评 本题考查电解原理和原电池原理分析应用，明确电极反应和电极判断，离子的放电顺序是解答本题的关键，注意电极材料与发生的电极反应即可解答，题目难度不大．