Question

能量是一个世界性的话题，如何充分利用能量、开发新能源，为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标．
（1）如图所示，组成一个原电池．
①当电解质溶液为稀硫酸时：Cu电极是

 

 （填“正”或“负”）极，其电极反应为

 

；
②当电解质溶液为浓硝酸时：Cu电极是

 

极，其电极反应为

 

．
（2）请写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的总化学方程式

 

．
（3）燃烧氢气时耗氧量小，放出热量多．已知4g H₂燃烧生成液态水时放热为571.6kJ，试写出表示H₂燃烧热的热化学方程式为：

 

．
（4）将TiO₂转化为TiCl₄是工业冶炼金属钛的主要反应之一．已知：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
则反应TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g）的△H是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,热化学方程式

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）在原电池中，易失电子的电极为负极，另一个电极为正极
①当电解质溶液为稀硫酸时，铁易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电；
②当电解质溶液为浓硝酸时，铜易失电子作负极，负极上铜失电子生成铜离子；
（2）用惰性电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电；
（3）4g H₂的物质的量是2mol，4g H₂燃烧生成液态水时放热为571.6kJ，则1mol燃烧生成液态水时放热为285.8kJ；
（4）根据盖斯定律计算．

解答： 解：（1）①当电解质溶液为稀硫酸时，铁易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子放电，Cu电极上电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②当电解质溶液为浓硝酸时，铁和浓硝酸发生钝化现象，所以铜易失电子作负极，负极上铜失电子生成铜离子，电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：负；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）用惰性电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电池反应式为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案为：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）4g H₂的物质的量是2mol，4g H₂燃烧生成液态水时放热为571.6kJ，则1mol燃烧生成液态水时放热为285.8kJ，则氢气的燃烧热化学方程式为H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1，故答案为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1；
（4）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
②C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
根据盖斯定律，①+②×2得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）=TiCl₄（l）+2CO（g）；△H=+140.5kJ/mol+（-110.5kJ/mol）×2=-80.5kJ/mol，
故答案为：-80.5kJ/mol．

点评：本题考查了原电池原理、燃烧热化学方程式的书写、盖斯定律等知识点，根据基本概念、盖斯定律的内涵、原电池原理等知识点来分析解答，注意不能根据金属的活泼性强弱确定原电池正负极，要根据失电子的难易程度确定正负极，如：Mg、Al和NaOH溶液中铝作负极，Fe、Cu和浓硫酸或浓硝酸构成的原电池中Cu作负极，为易错点．