Question

2．氢气是一种十分熟悉的物质．在许多反应中既可以作为反应物，也可以作物生成物．
（1）电解饱和食盐水制取氢气，反应的化学方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
（2）在氢气还原氧化铜的反应中，标出电子转移的方向及数目．
H₂+CuO$\stackrel{△}{→}$Cu+H₂O．
（3）在铜锌原电池中，如图，在铜极附近看到的现象是Cu电极上产生气泡；电子流向从电子从Zn电极沿导线流向Cu电极．
（4）氢气作为燃料，有1g氢气燃烧生成液态水放出142.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（5）实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气．某学校实验员为了提高制取氢的速度，在此溶液中加入少量硫酸铜溶液，你认为合理吗？为什么？因为Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以该操作能提高制取氢气的速率．

Answer 1

分析 （1）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子；
（2）该反应中H元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+2价变为0价，转移电子数为2；
（3）该铜锌原电池中，Zn易失电子生成锌离子而作负极，Cu作正极，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，在外电路中电子从负极沿导线流向正极；
（4）n（H₂）=$\frac{1g}{2g/mol}$=0.5mol，0.5mol氢气完全燃烧生成液态水放出142.8kJ热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.6kJ热量；
（5）原电池能加快化学反应速率．

解答 解：（1）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子，则电池反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）该反应中H元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+2价变为0价，转移电子数为2，电子转移方向和数目为，
故答案为：；
（3）该铜锌原电池中，Zn易失电子生成锌离子而作负极，Cu作正极，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，则Cu电极上看到的现象是：有气泡产生，在外电路中电子从负极沿导线流向正极，所以电子从Zn电极沿导线流向Cu电极，
故答案为：Cu电极上产生气泡；电子从Zn电极沿导线流向Cu电极；
（4）n（H₂）=$\frac{1g}{2g/mol}$=0.5mol，0.5mol氢气完全燃烧生成液态水放出142.8kJ热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.6kJ热量，其热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（5）Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以在此溶液中加入少量硫酸铜溶液能提高制取氢气的速度，
故答案为：合理；因为Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以该操作能提高制取氢气的速率．

点评 本题考查较综合，涉及原电池和电解池原理、热化学方程式的书写、氧化还原反应等知识点，侧重考查学生对基础知识的理解和掌握，注意（4）中焓变与其计量数有关，题目难度不大．