Question

【题目】能量是一个世界性的话题，如何充分利用能量、开发新能源，为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。

（1）如图所示，组成一个原电池：

Cu电极是___(填“正”或“负”)极，其电极反应式为___；电子由___极流出。

（2）利用（1）图中的电极和电解液，在增加电源后可以实现电能转化为化学能，Fe接入电源负极，Cu接入电源正极，电解过程电极质量增加的是___(填“Fe”或“Cu”)，Fe的腐蚀速度比正常在空气中的腐蚀速度___(填“快”或“慢”)，溶液中c(Cu2+)___（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）利用氢气与氧气的燃烧反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1，作为燃料电池的反应原理，可以提高能量的利用率，填充H2的电极是____(填“正”或“负”)极；当有11.2L（折算成标准状况下的体积）H2反应，会放出___kJ热量；如果2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1，则a___571.6（填“＞”、“＜”或“＝”）

Answer 1

【答案】正 Cu2++2e-=Cu Fe Fe 慢 不变 负 142.9 ＜

【解析】

（1）在原电池中，相对活泼的金属电极为负极，另一电极为正极。则Fe为负极，Cu为正极；负极材料(Fe)失电子生成阳离子(Fe2+)进入溶液，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；铜电极为正极，发生反应Cu2++2e-=Cu，电子由负极(Fe)沿导线流入正极(Cu)；

（2）Fe接入电源负极，为电解池的阴极，发生反应为：Cu2++2e-=Cu；Cu接入电源正极，为电解池的阳极，发生反应为：Cu-2e-=Cu2+；由此可知，Fe电极质量增加，Fe做阴极，得到保护，溶液中n(Cu2+)增减相平，由此可得出溶液中c(Cu2+)的变化；

（3）从反应方程式看，H2失电子，填充H2的电极是负极；当有标况下11.2L H2，即0.5mol H2发生反应时，可依据方程式计算放出的热量；当由H2O(l)转化为H2O(g)时，需要吸收热量，从而使a值减小。

(1)在原电池中，相对活泼的金属电极为负极，另一电极为正极。则Fe为负极，Cu为正极。负极材料(Fe)失电子生成阳离子(Fe2+)进入溶液，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；铜电极为正极，发生反应Cu2++2e-=Cu，电子由负极(Fe)沿导线流入正极(Cu)；

(2)Fe接入电源负极，为电解池的阴极，发生反应为：Cu2++2e-=Cu；Cu接入电源正极，为电解池的阳极，发生反应为：Cu-2e-=Cu2+。由此可知，Fe电极质量增加，Fe做阴极，得到保护，Fe的腐蚀速度比正常在空气中的腐蚀速度慢；溶液中n(Cu2+)增减相平，由此可得出溶液中c(Cu2+)不变；

(3)从反应方程式看，H2失电子，填充H2的电极是负极；当有标况下11.2L H2，即0.5mol H2发生反应时，可依据方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6kJ·mol-1，计算放出的热量为kJ；由H2O(l)转化为H2O(g)时，需要吸收热量，从而使a值减小，即a<571.6。