Question

Ⅰ．用碳棒作電極，電解下列水溶液：①Na₂SO₄溶液 ②AgNO₃溶液 ③KCl溶液 ④CuCl₂溶液．通過相同電量時，陰極產生的氣體物質的量相同的是（填序號）

 

；通過相同電量時，產生的氣體總物質的量由多到少的排列順序是（填序號）

 

．
Ⅱ．到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源．
（1）化學反應中放出的能量（焓變，△H）與反應物和生成物的鍵能（E）有關．
已知：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-185KJ/mol
E（H-H）=436KJ/mol，E（Cl-Cl）=247KJ/mol，則E（H-Cl）=

 

（2）已知Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-25KJ/mol
3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47KJ/mol
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19KJ/mol
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：

 

．
（3）如圖所示的裝置：該裝置中Cu極為

 

極；當銅片的質量變化了12.8g時，a極上消耗的O₂在標準狀況下的體積為

 

L．

Answer 1

分析：Ⅰ、根據電子守恒及電解原理分析題中各物質電解時兩級分別產生的氣體及氣體物質的量關系；
Ⅱ、（1）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）左邊池子是原電池，氫氧燃料電池中通氫氣的電極為負極，通氧氣的電極為正極，右邊是電解池，鋅做陰極，銅做陽極；依據電極反應和電子守恒計算消耗氧氣的條件．

解答：解：Ⅰ、用碳棒作電極，電解下列水溶液，電量相同，說明轉移的電子的物質的量相等，設有nmol電子轉移，
①電解Na₂SO₄溶液，實質為電解水，陽極生成氧氣0.25nmol，陰極生成氫氣0.5nmol，
②根據AgNO₃溶液，陽極生成氧氣0.25nmol，陰極生成金屬銀nmol，
③根據KCl溶液，陽極生成氯氣0.5nmol，陰極生成氫氣0.5nmol
④根據CuCl₂溶液，陽極生成氯氣0.5nmol，陰極生成金屬銅0.5nmol，
A、根據以上分析可知，通過相同電量時，陰極產生的氣體的物質的量相同的是：①③，故答案為：①③；
B、通過相同電量時，產生的氣體總的物質的量由多到少排列順序是：③＞①＞④＞②，故答案為：③＞①＞④＞②．
Ⅱ、（1）436kJ/mol+247kJ/mol-2E（H-Cl）=-185kJ/mol，解得E（H-Cl）=434KJ/mol，
故答案為：434KJ/mol；
（2）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-25KJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47KJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19KJ/mol
依據蓋斯定律③×2+②-①×3得到：6FeO（s）+6CO（g）=6Fe（s）+6CO₂（g）△H=-66 KJ/mol；
即熱化學方程式為：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 KJ/mol；
故答案為：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 KJ/mol；
（3）左邊池子是原電池，氫氧燃料電池中通氫氣的電極為負極，通氧氣的電極為正極，右邊是電解池，鋅做陰極，銅做陽極；當銅片的質量變化了12.8g時電極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，消耗12，8g銅物質的量=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，轉移電子物質的量0.4mol，a極上電極反應O₂+2H₂O=4e^-=4OH^-，消耗氧氣物質的量為0.1mol，消耗的O₂在標準狀況下的體積為2.24L
故答案為：陽，2.24L；

點評：本題考查了利用蓋斯定律進行有關反應熱的計算、原電池和電解原理等知識，題目難度中等，注意掌握蓋斯定律的含義及應用蓋斯定律書寫熱化學方程式的方法，掌握電解原理，能夠正確判斷電解質溶液中發生的電極反應．