Question

能量是一個(gè)世界性的話題，如何充分利用能量、開發(fā)新能源，為人類服務(wù)是廣大科技工作者不懈努力的目標(biāo)．
（1）如圖所示，組成一個(gè)原電池．
①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)：Cu電極是

 

 （填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為

 

；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)：Cu電極是

 

極，其電極反應(yīng)為

 

．
（2）請(qǐng)寫出用惰性電極電解硫酸銅溶液的總化學(xué)方程式

 

．
（3）燃燒氫氣時(shí)耗氧量小，放出熱量多．已知4g H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，試寫出表示H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（4）將TiO₂轉(zhuǎn)化為TiCl₄是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一．已知：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
則反應(yīng)TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g）的△H是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）在原電池中，易失電子的電極為負(fù)極，另一個(gè)電極為正極
①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子放電；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)，銅易失電子作負(fù)極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電；
（3）4g H₂的物質(zhì)的量是2mol，4g H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，則1mol燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為285.8kJ；
（4）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算．

解答： 解：（1）①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子放電，Cu電極上電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)，鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以銅易失電子作負(fù)極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：負(fù)；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，電池反應(yīng)式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）4g H₂的物質(zhì)的量是2mol，4g H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，則1mol燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為285.8kJ，則氫氣的燃燒熱化學(xué)方程式為H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1，故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.6 kJ?mol^-1；
（4）①TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
②C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①+②×2得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）=TiCl₄（l）+2CO（g）；△H=+140.5kJ/mol+（-110.5kJ/mol）×2=-80.5kJ/mol，
故答案為：-80.5kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理、燃燒熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)基本概念、蓋斯定律的內(nèi)涵、原電池原理等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，注意不能根據(jù)金屬的活潑性強(qiáng)弱確定原電池正負(fù)極，要根據(jù)失電子的難易程度確定正負(fù)極，如：Mg、Al和NaOH溶液中鋁作負(fù)極，F(xiàn)e、Cu和濃硫酸或濃硝酸構(gòu)成的原電池中Cu作負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)．