Question

运用相关原理，回答下列问题：
（1）已知：
①Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ?mol^-1；
②2Al（s）+

3

2

O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1 675.7kJ?mol^-1．
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是

 

．某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是

 

（填“能”或“不能”），你的理由是

 

．
（2）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液．镍氢电池充放电原理示意如图1，其总反应式为H₂+2NiOOH

放电

充电

2Ni（OH）₂．根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH

 

（填“增大”、“减小”或“不变”），该电极的电极反应式为

 

．
（3）Cu₂O是一种半导体材料，可通过如图2所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu+H₂O

通电  .

Cu₂O+H₂↑，阴极的电极反应式是

 

．用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1mol H₂被消耗时，Cu₂O的理论产量为

 

g．
（4）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的

 

腐蚀．为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的

 

（填“正”或“负”）极相连．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,金属的电化学腐蚀与防护,化学电源新型电池

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）依据题干热化学方程式结合盖斯定律写出该热化学反应方程式；现实制取金属时表现考虑生成成本；
（2）该装置是原电池，根据图知，乙是镍的化合物为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应，根据乙电极上电极反应式判断pH值的变化；
（3）在电解池中，阴极是阳离子发生得电子得还原反应，根据电子守恒来计算氢气消耗量和Cu₂O的理论产量之间的关系；
（4）钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，在电解池中，阴极是被保护的电极．

解答： 解：（1）①Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ?mol^-1；
②2Al（s）+

3

2

O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1 675.7kJ?mol^-1
根据盖斯定律，将方程式②-①×3得：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ?mol^-1；
利用铝热反应在工业上大量炼铁时，需要消耗冶炼成本更高的Al，导致冶炼Fe的成本过高，所以不能用该反应原理进行工业炼铁，
故答案为：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ?mol^-1；不能；该反应消耗大量能量，成本较高；
（2）该装置是原电池，根据图知，乙才镍的化合物为正极，正极上NiOOH和水得电子生成氢氧化镍和氢氧根离子，电极反应式为NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，所以氢氧根离子浓度增大，pH值变大，
故答案为：增大；NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；
（3）在电解池中，阴极是阳离子氢离子发生得电子得还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，根据电子守恒，当蓄电池中有1mol H₂被消耗时，转移电子是2mol，当转移2mol电子时，根据电解反应：2Cu+H₂O

电解  .

Cu₂O+H₂，Cu₂O的生成量为1mol，质量为144g，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；144；
（4）钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，在电解池中，阴极是被保护的电极，可以把船体与浸在海水里的Zn块相连，并与电源的负极相连，
故答案为：吸氧；负．

点评：本题考查了盖斯定律在热化学方程式中的应用、原电池工作原理及其应用方法、金属的腐蚀与防护等知识，题目难度中等，试题涉及的知识点较多、题量较大，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．