Question

I：能源是人類生活和社會發展的基礎，地球上最基本的能源是

太陽能

，大自然利用這一能源最成功的是

植物的光合作用

．氫氣被人們看作理想的綠色能源，己知氫氣的熱值是143kJ?g^-1（熱值指的是在一定條件下單位質量的物質完全燃燒所放出的熱量，氫氣轉化為液態水．）請寫出氫氣燃燒的熱化學方程式

H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（1）；△H=-286kJ?mol^-1或2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-572KJ?mol^-1

．
Ⅱ：理論上任意一個自發的氧化還原反應都能設計成原電池，現有如下反應：
2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
如果將其設計成原電池，請寫出負極材料及正極電極反應式．
負極材料：

Cu

；正極電極反應式：

2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺

．
III：工業上用電解熔融氧化鋁的方法制取金屬鋁．
（1）請寫出工業用電解熔融氧化鋁制取鋁的化學方程式：

2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑

．
（2）現冶煉2.7t 鋁，需要轉移電子的物質的量為

3×10⁵

mol．

Answer 1

分析：Ⅰ：根據氫氣的熱值計算1mol氫氣的燃燒熱，進而書寫熱化學方程式；
Ⅱ：根據電池方程式結合化合價的變化判斷正負極材料以及電極反應式，
Ⅲ：工業用電解熔融氧化鋁制取鋁的化學方程式為2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑，根據化學方程式計算轉移電子的物質的量．

解答：解：Ⅰ：地球上的能源主要來源于太陽能，通過植物的光合作用被循環利用，
由氫氣的熱值可知，1gH₂燃燒放出的熱量為143kJ，則1molH₂放出的熱量為：2×143kJ=286kJ，
所以氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（1）；△H=-286kJ?mol^-1或2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-572KJ?mol^-1，
故答案為：太陽能；植物的光合作用；H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（1）；△H=-286kJ?mol^-1或2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-572KJ?mol^-1；
Ⅱ：電池反應式為2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，反應中Cu被氧化，應為原電池的負極，電極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，FeCl₃在正極上得電子被還原，
電極反應式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，故答案為：Cu；Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
Ⅲ：（1）工業用電解熔融氧化鋁制取鋁的化學方程式為2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑；
（2）2.7t 鋁的物質的量為

2.7×106g

27g/mol

=10⁵mol，每生成1molAl轉移的電子的物質的量為3mol，則冶煉2.7t 鋁，需要轉移電子的物質的量為3×10⁵mol，故答案為：3×10⁵．

點評：本題考查較為綜合，涉及熱化學方程式、原電池以及金屬的電冶煉，題目難度不大，注意熱化學方程式以及電極反應式的書寫方法．