Question

（1）①氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的．若电解质溶液为H₂SO₄，其正极电极反应式：

 

，
②化学反应可为人类提供能量，家用液化气的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），常温常压下，当5.8kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为2.9×10⁵kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：

 

，已知1mol液态水气化时需要吸收44kJ的热量，则反应：C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（g） 的△H=

 

．
③由甲烷、氧气和KOH溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为

 

．
（2）如图为相互串联的甲乙两电解池．
①甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是

 

极，电极反应为

 

，B是

 

极，材料是

 

，电解质溶液为

 

．．
②乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe极附近呈

 

色．
③若甲池中阴极增重12.8g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为

 

．
④若此时乙池剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为

 

．

Answer 1

考点：化学电源新型电池,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）①酸性条件下，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水；
②5.8kg丁烷的物质的量=

5800g

58g/mol

=100mol，100mol丁烷完全燃烧放出热量为2.9×10⁵kJ，则1mol丁烷完全燃烧放出2900kJ热量；
根据盖斯定律计算放出热量；
③碱性条件下，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
（2）①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，含有铜离子的可溶性铜盐为电解质；
②铁为阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近有氢氧根离子生成；
③若甲池中阴极增重12.8g，析出n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，乙池中阳极上氯离子放电生成氯气，根据转移电子守恒计算生成氯气体积；
④根据转移电子守恒计算生成NaOH物质的量，再根据C=

n

V

计算NaOH浓度．

解答： 解：（1）①酸性条件下，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
②5.8kg丁烷的物质的量=

5800g

58g/mol

=100mol，100mol丁烷完全燃烧放出热量为2.9×10⁵kJ，则1mol丁烷完全燃烧放出2900kJ热量，所以其热化学反应方程式为C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5 H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1，
C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5 H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol
所以C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（g）△H=-2680kJ?mol^-1，
故答案为：C₄H₁₀（g）+

13

2

O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900kJ?mol^-1；-2680kJ?mol^-1；
③碱性条件下，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₄+10OH^-+8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄+10OH^-+8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
（2）①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，含有铜离子的可溶性铜盐为电解质，所以A是阴极，电极反应式为Cu²⁺+2e-=Cu，B是阳极，为粗铜，电解质溶液为CuSO₄，
故答案为：阴；Cu²⁺+2e-=Cu；阳；粗铜；CuSO₄；
②铁为阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近有氢氧根离子生成，溶液呈碱性，酚酞遇碱变红色，所以溶液呈红色，故答案为：红；
③若甲池中阴极增重12.8g，析出n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，转移电子的物质的量=2n（Cu）=0.4mol，乙池中阳极上电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，根据转移电子守恒得氯气体积=

0.4mol

2

×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：4.48L；
 ④乙池电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，设电解后氢氧化钠浓度为xmol/L，
2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑转移电子
                     2mol              2mol
                     0.4xmol            0.4mol
2mol：2mol=0.4xmol：0.4mol
x=

0.4mol×2mol

2mol×0.4mol

=1，
故答案为：1mol/L．

点评：本题考查原电池和电解池原理、热化学反应，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，会正确书写电极反应式，此知识点为高考高频点，熟练掌握．