Question

（1）在化學(xué)反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，化學(xué)能也發(fā)生改變，還可能伴隨著不同形式的能量轉(zhuǎn)化．已知：破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要吸收436kJ能量；破壞1/2mol氧氣中的化學(xué)鍵需要吸收 249kJ的能量；形成水分子中1mol H-O鍵能夠釋放 463kJ能量．如圖1表示氫氣和氧氣反應(yīng)過(guò)程中能量的變化，請(qǐng)將圖中①、②、③的能量變化的數(shù)值，填在相應(yīng)的橫線上．
①

 

kJ ②

 

kJ ③

 

kJ
（2）今有2H₂+O₂=2H₂O反應(yīng)構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是

 

，用KOH溶液作電解質(zhì)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

，正極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）若把H₂改為CH₃OH，用KOH溶液作電解質(zhì)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式：

 

．
（4）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用．如圖2表示一個(gè)電解池，電極材料為惰性電極，U形管裝有飽和食鹽水；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：
①電解池中陰極上的電極反應(yīng)式為

 

，在陰極附近觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②隨著氣體的生成，飽和食鹽水中產(chǎn)生了兩種不同的顏色：陽(yáng)極區(qū)是

 

色，陰極區(qū)是

 

色．
③電解一段時(shí)間后取出電極，將U形管內(nèi)的液體攪拌混勻，又發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

；該溶液可用作消毒劑，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）①2molH₂和1molO₂斷裂化學(xué)鍵吸收能量，根據(jù)斷裂的化學(xué)鍵計(jì)算；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH₂O形成4molO-H鍵，以此計(jì)算放出的能量；
③可根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能計(jì)算；
（2）根據(jù)題給總反應(yīng)式可知，H₂在反應(yīng)中被氧化，應(yīng)從負(fù)極通入，又因?yàn)槭荎OH溶液，不可能生成H⁺，負(fù)極反應(yīng)為2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；以此解答該題；
（3）燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇在反應(yīng)中發(fā)生失去電子，由于是在堿性條件下，甲醇反應(yīng)后生成了碳酸根離子和水，據(jù)此寫(xiě)出發(fā)生的電極反應(yīng)；
（4）電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，溶液中氫氧根離子濃度增大，遇到酚酞變紅色，據(jù)此分析．

解答： 解：（1）①2molH₂和1molO₂斷裂化學(xué)鍵吸收能量，吸收的能量為2×436kJ+2×249kJ=1370kJ，故答案為：1370；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH₂O形成4molO-H鍵，放出的能量為：4×463kJ=1852kJ，故答案為：1852；
③反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，則2molH₂和1molO₂生成2molH₂O放出熱量為1852kJ-1370KJ=482KJ，故答案為：482；
（2）根據(jù)反應(yīng)式可知H₂在反應(yīng)中被氧化，O₂被還原，H₂應(yīng)在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，O₂在正極反應(yīng)；
①燃料與氧氣燃燒的總化學(xué)方程式為2H₂+O₂=2H₂O，電解質(zhì)溶液呈堿性，則正極：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)極的電極方程式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，
故答案為：H₂；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）甲醇可用以制燃料電池，常用KOH作電解質(zhì)溶液，負(fù)極甲醇失去電子生成二氧化碳，由于電解質(zhì)為氫氧化鉀溶液，所以反應(yīng)生成了碳酸根離子，發(fā)生的負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）①和電源的負(fù)極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強(qiáng)，滴入幾滴酚酞試液會(huì)變紅，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；放出氣體，溶液變紅；
②和電源的正極相連的電極Y極是陽(yáng)極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所以陽(yáng)極區(qū)呈現(xiàn)黃綠色，陰極區(qū)為紅色，
故答案為：黃綠色；紅；
③電極上氫離子放電，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子，Y電極上氯離子放電生成氯氣，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O、

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，所以將U形管內(nèi)的液體攪拌混勻發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)方程式為2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；因?yàn)镹aClO有強(qiáng)氧化性，所以可用作消毒劑，
故答案為：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；NaClO有強(qiáng)氧化性．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生考查反應(yīng)熱的計(jì)算以及電解池的工作原理知識(shí)，解答本題的關(guān)鍵是把握如何利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，明確圖中電源的正負(fù)極確定電解池的陰陽(yáng)極，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來(lái)解答，題目難度中等．