Question

完成下列熱化學(xué)方程式（化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、表達(dá)式等）的書寫：
（1）．已知：2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ?mol^-1，
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1，
2Cu（s）+O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ?mol^-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O的熱化學(xué)方程式是：

 

（2）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：

 

（3）以甲烷、空氣為反應(yīng)物，KOH溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極反應(yīng)式為：

 

．
（4）無水AlCl₃瓶蓋打開有白霧，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（5）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖（A），該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為

 

．
（6）工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為

 

．
（7）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)．若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)該置于

 

 處．若X為鋅，開光K置于

 

處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),化學(xué)平衡常數(shù)的含義,電解原理

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)作相應(yīng)的加減；
（2）平衡常數(shù)指生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在負(fù)極放電，氧氣在正極反應(yīng)，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應(yīng)式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應(yīng)式減去正極電極反應(yīng)式可得負(fù)極電極反應(yīng)式；
（4）AlCl₃水解產(chǎn)生HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧；
（5）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂；
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉；
（7）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護(hù)．

解答： 解：（1）已知：①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol^-1，
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1，
③Cu（s）+

1

2

O₂（g）=CuO（s）△H=-157kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g），則△H=-169kJ?mol^-1-（-157kJ?mol^-1）×2+（-110.5kJ?mol^-1）=+34.5 kJ?mol^-1，
故答案為：2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 kJ?mol^-1；
（2）可逆反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的化學(xué)平衡常數(shù)k=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

，故答案為：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在負(fù)極放電，氧氣在正極反應(yīng)，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應(yīng)式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應(yīng)式減去正極電極反應(yīng)式可得負(fù)極電極反應(yīng)式為CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
故答案為：CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
（4）AlCl₃水解AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl生成HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧，
故答案為：AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl；
（5）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，
故答案為：Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂；
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉，電解飽和食鹽水的離子方程式為2Clˉ+2H₂O

通電  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2Clˉ+2H₂O

通電  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑；
（7）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護(hù)，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，則鐵應(yīng)作電解池陰極，所以開關(guān)K應(yīng)該置于處N處；
若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極而被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，
故答案為：N； M；犧牲陽極的陰極保護(hù)法（或：犧牲陽極保護(hù)法）．

點評：本題考查較為綜合，涉及蓋斯定律與熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡常數(shù)、原電池、鹽類水解、電解池等，題目綜合性較大，信息量大，難度中等，是對知識的綜合運用，注意基礎(chǔ)知識的理解掌握．