Question

【题目】已知下列热化学方程式：

①NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol

②C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ/mol

③2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-787 kJ/mol

回答下列问题：

(1)C(s)的标准燃烧热为______ 。

(2)写出CO燃烧的热化学方程式______。

(3)反应①经常用于实验室的中和热测定，测定装置如图1所示：

仪器A的名称是______，碎泡沫塑料的作用是______，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______57.3 kJ/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，图2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 ______。

②用该电池电解饱和食盐水，当有1 molH2反应时，所产生的氯气用于制备漂白粉，可以制的漂白粉 ______克。

(5)钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图3所示：

①写出该电池反应的总反应方程式：______；

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3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

【答案】-393.5 kJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ/mol 环形玻璃搅拌棒 隔热，减少反应过程中的热量损失 小于 H2-2e-+2OH-=2H2O 127 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

【解析】

(1)1 mol固体C完全燃烧产生CO2气体时放出的热量为该物质的标准燃烧热；

(2)③÷2-②，整理可得其热化学方程式；

(3)根据仪器结构判断仪器名称，利用实验原理，分析各个部分的作用，弱电解质主要以电解质分子存在，电离吸热分析判断；

(4)①燃料电池的负极上是燃料失电子发生氧化反应；

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)在中性条件下，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。

(1)根据反应：③2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-787 kJ/mol，则1 mol C完全燃烧生成稳定的氧化物是CO2，放出热量Q=787 kJ÷2=393.5kJ/mol，即C的标准燃烧热为-393.5kJ/mol；

(2)已知：②C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ/mol

③2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-787 kJ/mol

根据盖斯定律，将③÷2-②，整理可得其热化学方程式CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ/mol；

(3)根据图示可知仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒，作用是保证液体充分混合并反应。反应热测定实验中关键是保温工作，碎泡沫塑料的作用是隔热，减少反应过程中的热量损失。中和热是稀的强酸和稀的强碱溶液反应产生可溶性盐和生成1mol水放出的热量，氨水中的NH3·H2O是弱电解质，弱电解质主要以分子形式存在，电离会吸热，所以相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值会小于57.3 kJ/mol；

(4)①氢氧燃料电池的负极上是燃料氢气失电子，发生氧化反应，产生的H+与溶液中的OH-结合形成H2O，电极反应式为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；

②用该电池电解饱和食盐水，当有1 mol H2反应时，根据反应：2H2-4e-+4OH-=4H2O，转移电子是2 mol，结合电解总方程式：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH可知：每转移2 mol电子，反应生成氯气是1 mol，所产生的氯气用于制备漂白粉，根据反应方程式：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O可知1 mol Cl2可以制得的漂白粉的质量是0.5 mol氯化钙和0.5mol次氯酸钙的混合物，其质量是m(漂白粉)=0.5 mol×111 g/mol+0.5 mol×143 g/mol=127g；

(5)①在中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，失去电子变为Fe2+，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；石墨作正极，正极上氧气得电子与水结合形成OH-，发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，Fe2+与OH-结合形成Fe(OH)2，该电池反应的总反应方程式：2Fe+2H2O+O2═2Fe(OH)2；

②要保护钢铁不受腐蚀，可以把该装置设计为电解池，铁为电解池的阴极，与电源负极相连接，石墨为电解池的阳极，与电源的正极连接。设计成电解池后，石墨作阳极，在阳极上Cl-失去电子变为Cl2，Fe电极上，溶液中的H+得到电子变为H2，电子从石墨电极流向铁电极，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： 。