Question

【题目】（1）用O2将HC1转化为Cl2，可提高效益，减少污染，传统上该转化通过如下图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反应②生成1 mol Cl2 (g)的反应热为△H2，则总反应的热化学方程式为____________________________。（反应热用△H1和△H2表示）。

（2）一定条件下测得上述反应过程中c(Cl2)的数据如下：

t（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
c(Cl2)/10-3(mol/L)	0	1.8	3.7	5.4	7.2

计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量浓度变化表示的反应速率 _________。

（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

0～tl时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是______________，溶液中的H+向______极移动，tl时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_____________。

Answer 1

【答案】（1）2HCl(g)+1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；

（2）1.8×10-3 mol/(L·min)

（3）2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；铝钝化后，铜成为负极。

【解析】

试题分析：（1）根据题意可知①为：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反应②的热化学方程式是CuCl2（s）+ O2(g)= H2O(g)+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律，将①+②，整理可得2HCl(g)+ 1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；（2）根据表格c(Cl2) 数据可知2.0～6.0min内以Cl2的物质的量浓度变化表示的反应速率v(Cl2)= (5.4-1.8)×10-3mol/L÷4min=9×10-4mol/(L·min)，由于v(HCl)=2v(Cl2)，所以v(HCl)= 2×9×10-4mol/(L·min)=1.8×10-3 mol/(L·min)；（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池，由于金属活动性Al＞Cu，所以在开始的反应0～tl时，原电池的负极是Al片，Cu片尾正极，此时，正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；溶液中的H+向负电荷较多的正极移动；当反应进行到一定程度后，由于在室温下Al在浓硝酸中会发生钝化，而Cu可以与浓硝酸进一步发生反应，所以Cu作负极，Al作正极。