Question

【题目】（1）已知：①Fe(s)＋1/2O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－272.0kJ·mol－1；

②2Al(s)＋3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1。

Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是__________。

（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。

①E为该燃料电池的_____(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为________。

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因______。

（3）乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为____。

②若有2molH＋通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为___mol。

Answer 1

【答案】3FeO(s)＋2Al(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1 负 ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－ Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑ HOOC—COOH＋2e－＋2H＋=HOOC—CHO＋H2O 2

【解析】

（1）由盖斯定律计算可得；

（2）由示意图可知，“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则镁合金为负极，电极反应式为Mg—2e—＋2OH—=Mg(OH)2，铂合金为正极，正极上ClO﹣得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO﹣+2e﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣。

（3）根据H+的移动方向可知，M电极是阳极，Cl-在阳极上发生失电子的氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，N电极为阴极，HOOC-COOH在阴极上得电子发生还原反应生成HOOC-CHO，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O。

（1）依据盖斯定律计算②-①×3得到：3FeO（s）+2Al（s）=Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7kJ/mol；故答案为：3FeO（s）+2Al（s）=Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7kJ/mol；

（2）①由示意图可知，“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中，E为镁合金，为燃料电池的负极，F为铂合金，为正极，正极上ClO﹣得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO﹣+2e﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣，故答案为：负；ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－；

②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应为：Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑；

（3）①N电极为电解池的阴极，HOOC-COOH在阴极上得电子发生还原反应生成HOOC-CHO，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O；

②2mol H+通过质子交换膜，则电池中转移2mol电子，根据电极方程式HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，可知阴极生成1mol乙醛酸；阳极（M极）电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，乙二醛与Cl2的反应为Cl2+OHC—CHO+H2O=HOOC—CHO+2HCl，根据题意和阴、阳极得失电子相等，阳极也生成1mol乙醛酸；由于两极均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。