Question

研究化学反应与能量的变化具有重要意义．

（1）已知2S0₂（g）+O₂（g）?2S0₃（g）△H=-198kJ?mol^-1的反应过程的能量变化如图1：
①反应通常用V₂O₅作为催化剂，加入V₂O₅会使图中的B点

 

 （填“升高”、“不变”或“降低”）．
②E₂表示的意义为

 

．
（2）如图2中的a和b为氢镍换可充电碱性电池的电极，该电池总反应式为2Ni（OH）₂?H₂+2NiO（OH）．
①为了实现铜与稀硫酸反应，用Z通入氧气的同时，将开关K与Y相连即可．石墨电极的反应式为

 

，总反应的化学方程式为

 

．
②不通入氧气，直接将K与X相连也能实现铜与稀硫酸反应．则氢镍碱性电池的负极为

 

（填“a”或“b”），电解槽内总反应的离子方程式为

 

．
③当给氢镍碱性电池充电时，该电池的阳极反应式为

 

；氢镍电池放电时，负极附近的pH会

 

（填“变大”、“不变”或“变小”）．
（3）若将图2中的稀硫酸换成CuS0₄溶液，并且将氢镍碱性电池的电极反接，将K连接X，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.2mol碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]后，恰好恢复到原来的浓度和pH（不考虑CO₂的溶解），则电解过程中转移电子的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,化学反应的能量变化规律

专题：

分析：（1）E₁、E₂分别为反应物、生成物的活化能，加入催化剂，可降低反应的活化能；
（2）①为了实现铜与稀硫酸反应，用Z通入氧气的同时，将开关K与Y相连，形成原电池反应，铜为负极被氧化，通入氧气的一极为正极，总反应生成硫酸铜；
②不通入氧气，直接将K与X相连也能实现铜与稀硫酸反应，铜应为阳极，则原电池a为负极，b为正极，铜被氧化，阴极生成氢气；
③当给氢镍碱性电池充电时，该电池的阳极发生氧化反应，Ni（OH）₂被氧化生成NiO（OH），氢镍电池放电时，负极上氢气被氧化生成水；
（3）若将图2中的稀硫酸换成CuS0₄溶液，并且将氢镍碱性电池的电极反接，将K连接X，铜为阴极，Y为阳极，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电．

解答： 解：（1）①加入催化剂，可降低反应的活化能，故答案为：降低；
②E₂为生成物的活化能，表示2molS0₃完全分解反应的活化能或2molS和6molO生成2molS0₃释放的能量，故答案为：2molS0₃完全分解反应的活化能或2molS和6molO生成2molS0₃释放的能量；
（2）①为了实现铜与稀硫酸反应，用Z通入氧气的同时，将开关K与Y相连，形成原电池反应，铜为负极被氧化，通入氧气的一极为正极，电极方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
总反应生成硫酸铜，总方程式为2Cu+2H₂S0₄+O₂=2CuS0₄+2H₂O，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2Cu+2H₂S0₄+O₂=2CuS0₄+2H₂O；
②不通入氧气，直接将K与X相连也能实现铜与稀硫酸反应，铜应为阳极，则原电池a为负极，b为正极，铜被氧化，阴极生成氢气，
电解槽内总反应的离子方程式为Cu+2H⁺

通电  .

Cu²⁺+H₂↑，
故答案为：a；Cu+2H⁺

通电  .

Cu²⁺+H₂↑；
③当给氢镍碱性电池充电时，该电池的阳极发生氧化反应，Ni（OH）₂被氧化生成NiO（OH），电极方程式为OH^-+Ni（OH）₂-e^-=NiO（OH）+H₂O，
氢镍电池放电时，负极上氢气被氧化生成水，电极方程式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，则溶液pH减小，
故答案为：OH^-+Ni（OH）₂-e^-=NiO（OH）+H₂O；变小；
（3）若将图2中的稀硫酸换成CuS0₄溶液，并且将氢镍碱性电池的电极反接，将K连接X，铜为阴极，Y为阳极，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0.2mol碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]相当于加入0.4molCuO、0.2molH₂O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n（Cu）=0.4mol、n（H₂）=0.2mol，则转移电子的物质的量=0.4mol×2+0.2mol×2=1.2mol，故答案为：1.2mol．

点评：本题考查了原电池原理和电解原理，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写，题目难度中等．