Question

（1）已知298K時(shí)，1mol C₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量1 558.3kJ．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，用多孔石墨作電極，在電極上分別充入乙烷和氧氣．寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式：

 

．
（3）在如圖實(shí)驗(yàn)裝置中，石墨棒上的電極反應(yīng)式為

 

；
如果起始時(shí)盛有1 000mL pH=5的硫酸銅溶液（25℃）（CuSO₄足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入

 

（填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式,電解原理

專題：

分析：（1）298K時(shí)，1mol C₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量1 558.3kJ，則2molC₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量3116.6kJ，據(jù)此寫成熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)原電池中負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；分析電極反應(yīng)，根據(jù)電子守恒結(jié)合總反應(yīng)和正極反應(yīng)計(jì)算得到負(fù)極電極反應(yīng)；
（3）電解池中電子流出的電極為陽(yáng)極，溶液中水在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣與氫離子；根據(jù)電解硫酸銅溶液的反應(yīng)特征分析判斷恢復(fù)溶液濃度需要加入的物質(zhì)，依據(jù)電荷守恒計(jì)算需要加入物質(zhì)的質(zhì)量．

解答： 解：（1）298K時(shí)，1mol C₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量1 558.3kJ，則2molC₂H₆在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量3116.6kJ，其熱化學(xué)方程式為：2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（1）△H=-3 116.6 kJ?mol^-1；
故答案為：2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（1）△H=-3 116.6 kJ?mol^-1；
（2）利用反應(yīng)①2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；設(shè)計(jì)原電池，根據(jù)化合價(jià)變化分析判斷，乙烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入乙烷氣體的電極應(yīng)為負(fù)極，正極電極反應(yīng)為：②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；①-②×7得到負(fù)極電極反應(yīng)為：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
故答案為：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
（3）如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，石墨棒上是電子流出一端，電解池中電子流出的是陽(yáng)極，所以陽(yáng)極電極反應(yīng)為氫氧根離子放電，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
起始時(shí)盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液（25℃）（CuSO₄ 足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（忽略溶液體積的變化），反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+2H₂SO₄+O₂↑根據(jù)PH的變化可知生成的硫酸近似為0.05mol，消耗硫酸銅0.05mol，消耗水0.05mol，所以需要加入與硫酸反應(yīng)能生成硫酸銅0.05mol，水0.05mol的物質(zhì)，所以加入氧化銅的質(zhì)量=0.05mol×80g/mol=4g；
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；氧化銅；4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫、有關(guān)電解池計(jì)算，題目難度中等，明確電解池工作原理是解題關(guān)鍵．