Question

化學(xué)科學(xué)的重要責(zé)任在于認(rèn)識(shí)自然界里存在的各種各樣的、奇妙的化學(xué)反應(yīng)，探索紛繁的化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律．通過化學(xué)反應(yīng)原理模塊的學(xué)習(xí)，我們可以比較深刻地理解化學(xué)科學(xué)的精髓，提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)．請(qǐng)根據(jù)所學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理，解決以下問題．
（1）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 設(shè)計(jì)的雙液原電池，可以提供穩(wěn)定的電流．裝置如圖所示，其中鹽橋中裝有瓊脂-飽和KCl溶液．
回答下列問題：
①電極X的材料和電解質(zhì)溶液Y分別為

Cu

、

AgNO₃溶液

；
②鹽橋中K⁺移向

B

（填A(yù)或B）；
③銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為

Ag⁺+e^-=Ag

．
（2）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ?mol_-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出單質(zhì)碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學(xué)方程式：

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1

．
（3）100mL 1.0mol?L^-1鹽酸與100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量熱計(jì)中進(jìn)行中和反應(yīng)．測得反應(yīng)后溶液溫度升高了6.8℃，已知稀溶液的比熱容為4.2kJ/℃?kg^-1，則該中和反應(yīng)的反應(yīng)熱為

57.1 kJ?mol^-1

．（小數(shù)點(diǎn)后面保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）①在原電池中，活潑失電子的金屬為負(fù)極，得電子的陽離子是電解質(zhì)中的陽離子；
②依據(jù)原電池的電極反應(yīng)和溶液中的電荷守恒分析判斷離子移動(dòng)方向；
③依據(jù)銀電極做原電池的正極，在電極上是溶液中銀離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）依據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到熱化學(xué)方程式；
（3）依據(jù)反應(yīng)熱的計(jì)算公式計(jì)算得到，Q=-mc（T₂-T₁）．

解答：解：（1）①氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）中，活潑的失電子的金屬Cu為負(fù)極，得電子的陽離子Ag⁺是電解質(zhì)中的陽離子，所以電解質(zhì)可以選擇AgNO₃溶液；
②原電池反應(yīng)，B池中Ag⁺析出，為符合溶液的電中性，鹽橋中的鉀離子移向B池；
③銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為溶液中的銀離子得到電子析出銀單質(zhì)，電極反應(yīng)為：Ag⁺+e^-=Ag；
故答案為：Cu、AgNO₃溶液；B；Ag⁺+e^-=Ag；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-396.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+1/2O₂=H₂O（g）△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②-③得到：單質(zhì)碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=128.3 kJ?mol^-1；
（3）100mL 1.0mol?L^-1鹽酸與100mL1.0mol?L^-1NaOH溶液在量熱計(jì)中進(jìn)行中和反應(yīng)．生成水為0.1mol，測得反應(yīng)后溶液溫度升高了6.8℃，已知稀溶液的比熱容為4.2kJ/°C?kg^-1，可以根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算得到：Q=-C（T₂-T₁）；稀溶液的密度可以近似為1g/ml，所以Q=-C（T₂-T₁）=-4.2kJ/°C?kg^-1×6.8°C×（200ml×1g/ml×10^-3kg/g）=5.71KJ；中和反應(yīng)生成0.1molH₂O，中和反應(yīng)的反應(yīng)熱是生成1mol水時(shí)放出的熱量，所以反應(yīng)的中和熱為57.1KJ/mol，
故答案為：57.1 kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池的設(shè)計(jì)、構(gòu)成條件以及工作原理知識(shí)，蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，中和熱的概念和計(jì)算，注意知識(shí)的積累是解題關(guān)鍵，難度中等．