Question

運(yùn)用相關(guān)原理，回答下列問題：
（1）已知：
①Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ?mol^-1；
②2Al（s）+

3

2

O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1 675.7kJ?mol^-1．
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是

 

（填“能”或“不能”），你的理由是

 

．
（2）混合動(dòng)力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲(chǔ)氫金屬（以M表示）為負(fù)極，堿液（主要為KOH）為電解質(zhì)溶液．鎳氫電池充放電原理示意如圖1，其總反應(yīng)式為H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂．根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，乙電極周圍溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），該電極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2Cu+H₂O

通電  .

Cu₂O+H₂↑，陰極的電極反應(yīng)式是

 

．用鎳氫電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有1mol H₂被消耗時(shí)，Cu₂O的理論產(chǎn)量為

 

g．
（4）遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的

 

腐蝕．為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的

 

（填“正”或“負(fù)”）極相連．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)題干熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律寫出該熱化學(xué)反應(yīng)方程式；現(xiàn)實(shí)制取金屬時(shí)表現(xiàn)考慮生成成本；
（2）該裝置是原電池，根據(jù)圖知，乙是鎳的化合物為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)乙電極上電極反應(yīng)式判斷pH值的變化；
（3）在電解池中，陰極是陽(yáng)離子發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒來計(jì)算氫氣消耗量和Cu₂O的理論產(chǎn)量之間的關(guān)系；
（4）鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，在電解池中，陰極是被保護(hù)的電極．

解答： 解：（1）①Fe（s）+

1

2

O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ?mol^-1；
②2Al（s）+

3

2

O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1 675.7kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，將方程式②-①×3得：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ?mol^-1；
利用鋁熱反應(yīng)在工業(yè)上大量煉鐵時(shí)，需要消耗冶煉成本更高的Al，導(dǎo)致冶煉Fe的成本過高，所以不能用該反應(yīng)原理進(jìn)行工業(yè)煉鐵，
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ?mol^-1；不能；該反應(yīng)消耗大量能量，成本較高；
（2）該裝置是原電池，根據(jù)圖知，乙才鎳的化合物為正極，正極上NiOOH和水得電子生成氫氧化鎳和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，所以氫氧根離子濃度增大，pH值變大，
故答案為：增大；NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；
（3）在電解池中，陰極是陽(yáng)離子氫離子發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電子守恒，當(dāng)蓄電池中有1mol H₂被消耗時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是2mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，根據(jù)電解反應(yīng)：2Cu+H₂O

電解  .

Cu₂O+H₂，Cu₂O的生成量為1mol，質(zhì)量為144g，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；144；
（4）鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，在電解池中，陰極是被保護(hù)的電極，可以把船體與浸在海水里的Zn塊相連，并與電源的負(fù)極相連，
故答案為：吸氧；負(fù)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律在熱化學(xué)方程式中的應(yīng)用、原電池工作原理及其應(yīng)用方法、金屬的腐蝕與防護(hù)等知識(shí)，題目難度中等，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多、題量較大，充分考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況．