Question

【題目】根據(jù)題意解答

（1）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)后①中的溫度升高；②中的溫度降低．由此判斷鋁條與鹽酸的反應(yīng)是___________熱反應(yīng)，Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應(yīng)是________________________熱反應(yīng)．反應(yīng)過程___________________________（填“①”或“②”）的能量變化可用圖2表示．

（2）為了驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>_________（填序號(hào)）．

（3）將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖4所示（a、b為多孔碳棒）處電極入口通甲烷（填A(yù)或B），其電極反應(yīng)式為_____________________ ．

（4）如圖5是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置．請(qǐng)回答下列問題：

①當(dāng)電極a為Al、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，寫出該原電池正極的電極反應(yīng)式為___________________________ ．

②當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時(shí)，該原電池的正極為_______；該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為_____________________________．

Answer 1

【答案】放 吸 ① ② A，CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O 2H++2e﹣═H2↑ Mg Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O

【解析】

(1)化學(xué)反應(yīng)中,溫度升高,則反應(yīng)放熱，溫度降低則反應(yīng)吸熱；圖2中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),據(jù)此進(jìn)行解答；
(2)驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,在原電池中,銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極,電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽；
(3)根據(jù)電子流向知,A為負(fù)極、B為正極,燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極、通入氧化劑的電極為正極,甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水；
(4)①Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池,金屬Al作負(fù)極,金屬Cu為正極,正極上氫離子得到電子,負(fù)極上Al失去電子；
②Al、Mg、NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al為負(fù)極，Mg為正極,負(fù)極上Al失去電子,正極上水中的氫離子得到電子，以此來(lái)解答。

(1)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出,反應(yīng)前后①燒杯中的溫度升高,則Al跟鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),②燒杯中的溫度降低,則Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；根據(jù)圖2數(shù)據(jù)可以知道,該反應(yīng)中,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),可表示反應(yīng)①的能量變化；因此，本題正確答案是：放， 吸， ① 。
(2)驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,在原電池中,銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極,電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽，
①中鐵作負(fù)極、Cu作正極,電池反應(yīng)式為Fe+2Fe3+=3Fe2+,不能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,故錯(cuò)誤；
②中銅作負(fù)極、銀作正極,電池反應(yīng)式為Cu+2Fe3+=2Fe2++ Cu2+，能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,故正確；
③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象,Cu作負(fù)極、鐵作正極,電池反應(yīng)式為: Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；
④中鐵作負(fù)極、銅作正極,電池反應(yīng)式為: Fe+ Cu2+= Cu2++ Fe2+，不能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；
因此，本題正確答案是:②。
(3)根據(jù)電子流向知,A為負(fù)極、B為正極,燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極、通入氧化劑的電極為正極,所以A處通入甲烷,甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O ；
因此，本題正確答案是:A；CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O。

(4)①Al、Cu、稀硫酸構(gòu)成的原電池,金屬Al作負(fù)極,金屬Cu為正極,正極上氫離子得到電子,負(fù)極上Al失去電子,正極反應(yīng)為2H++2e﹣═H2↑；

因此，本題正確答案是：2H++2e﹣═H2↑；
②Al、Mg、NaOH溶液可構(gòu)成原電池,Al為負(fù)極,Mg為正極,負(fù)極上Al失去電子,正極上水中的氫離子得到電子,發(fā)生電池離子反應(yīng)為Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O；

因此，本題正確答案是：Mg；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O。