Question

20．已知下列热化学方程式：
①NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol
回答下列问题：（1）C（s）的标准燃烧热为-393.5kJ/mol．
（2）写出CO燃烧的热化学方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
（3）反应①经常用于实验室的中和热测定，测定装置如有下左图所示

仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒，碎泡沫塑料的作用是隔热，减少反应制的热量损失，用相同浓度和体积的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值会小于57.3kJ/mol （填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．右上图为氢氧燃料电池的结构示意图，试回答下列问题：
①写出该氢氧燃料电池工作时负极的反应式2H₂-4e^-+4OH=4H₂O
②用该电池电解饱和食盐水，当有1molH₂反应时，所产生的氯气用于制备漂白粉，可以制的漂白粉127克．
（5）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：

①写出该电池反应的总反应方程式：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，以此解答该题；
（2）根据已知反应②③利用盖斯定律来计算反应焓变并书写热化学方程式；
（3）反应热测定实验中、保温工作是关键，中和热是稀的强酸和稀的强碱溶液反应生成1mol水放出的热量，弱电解质的电离会吸热；
（4）①燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
②根据电解饱和食盐水的方程式结合燃料电池中氢气的消耗量和产生氯气的量之间的关系来计算即可；
（5）中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电．

解答 解：（1）根据反应：③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol，则1molC完全燃烧生成稳定的氧化物二氧化碳放出的热量为-393.5kJ/mol，故答案为：-393.5kJ/mol；
（2）已知：②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
③2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H=-787kJ/mol
CO燃烧的热化学方程式是$\frac{1}{2}$×③-②得到，即CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol；
（3）为保证液体充分混合并反应，需要搅拌器，反应热测定实验中保温工作是关键，需要使用玻璃搅拌棒，碎泡沫塑料的作用是隔热，减少反应制的热量损失，中和热是稀的强酸和稀的强碱溶液反应生成1mol水放出的热量，氨水是弱电解质，弱电解质的电离会吸热，所以相同浓度和体积的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值会小于57.3kJ/mol，
故答案为：环形玻璃搅拌棒；隔热，减少反应制的热量损失；小于；
（4）①氢氧燃料电池的负极上是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即2H₂-4e^-+4OH=4H₂O，
故答案为：2H₂-4e^-+4OH=4H₂O；
②用该电池电解饱和食盐水，当有1molH₂反应时，根据反应：2H₂-4e^-+4OH=4H₂O，转移电子是2mol，此时生成氯气是1mol，所产生的氯气用于制备漂白粉，可以制的漂白粉的质量是0.5mol氯化钙和0.5mol次氯酸钙的混合物，质量是0.5mol×111g/mol+0.5mol×143g/mol=127g，
故答案为：127；
（5）①中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，该电池反应的总反应方程式：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂，
故答案为：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂；
②要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电，即虚线框内所示位置作出的修改以及导线中电子流动的方向如下图：，
故答案为：．

点评 本题综合考查学生电化学、热化学、燃料电池、以及电子守恒的计算等方面的知识，属于综合知识的考查题，注意知识的迁移和应用是关键，难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．