Question

7．（1）炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑．请回答：
①铁锅的锈蚀是吸氧腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）．
②写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-
（2）①某同学用碳棒，铜棒，稀硫酸和干电池为原材料，
实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑请在右边画出能够实验这一反应的装置图．

②某同学由于在做铜与稀硫酸的反应实验时操作出现失误，看到碳棒和铜棒上都有气泡产生且铜棒没有被腐蚀．请你分析其原因：两极与电源的正负极接反了（或铜棒接电源的负极）
（3）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ热量（25℃、101kPa下测得）
①写出该反应的热化学方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1
②若1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ，则反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（ l ）的△H=-286.8kJ/mol．氢气的燃烧热为△H=-286.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①中性或弱酸性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀；
②铁、碳和电解质溶液构成原电池，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应；
（2）①要实现Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑；
②某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀，铜应为阴极，连接电源的负极，碳为正极；
（3）①氢气和氧气及水的状态知道，根据热量可写出热化学方程式；
②利用盖斯定律计算．

解答 解：（1）①弱酸或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
②铁、碳和电解质溶液构成原电池，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（2）①要实现Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，则可发生Cu+H₂SO₄（稀）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$CuSO₄+H₂↑，装置图为，故答案为：；
②某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀，铜应为阴极，连接电源的负极，碳为正极，
故答案为：两极与电源的正负极接反了（或铜棒接电源的负极）；
（3）①生成1mol水需要0.5molO₂，反应的热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1．
②1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ，根据盖斯定律可知反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）的△H=-（241.8+45）=-286.8 kJ•mol^-1，所以氢气的燃烧热为△H=-286.8 kJ•mol^-1，故答案为：-286.8；-286.8．

点评 本题考查电解池知识，侧重于电解池装置的设计，考查学生电化学知识的综合把握与应用能力，题目难度不大．