Question

13．（1）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓．高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O$?_{充電}^{放電}$3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH．高鐵電池的負(fù)極材料是鋅，放電時，正極發(fā)生還原（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）設(shè)計(jì)的原電池，完成如圖原電池的裝置示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注；其正極反應(yīng)為Ag⁺+e^-=Ag．
（3）工業(yè)上可利用SO₂制取硫酸．已知25℃、101 kPa時：
2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H₁=一197 kJ/mol；
2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=一44 kJ/mol；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545 kJ/mol．
則SO₃ （g）與H₂O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-152kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）放電時，該電池是原電池，原電池負(fù)極上失電子化合價升高而發(fā)生氧化反應(yīng)；放電時，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，另一個電極為正極，負(fù)極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上Ag⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）利用蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算反應(yīng)的焓變．

解答 解：（1）電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)．由高鐵電池放電時總反應(yīng)方程式可知，負(fù)極材料應(yīng)為作還原劑的Zn，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，
故答案為：鋅；還原；
（2）Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，負(fù)極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，另一個電極為正極，正極上Ag⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液，電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e^-=Ag，設(shè)計(jì)的原電池為，
故答案為：；Ag⁺+e^-=Ag；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
  2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=-44kJ/mol ②
  2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用蓋斯定律：（③-①-②）×$\frac{1}{2}$ 得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-152kJ/mol，
故答案為：SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-152kJ/mol．

點(diǎn)評 本題考查了原電池的電極反應(yīng)式書寫、原電池設(shè)計(jì)、蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大．