Question

（1）在298K时，1mol C₂H₆ 在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水，放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式                                         。

（2）利用该反应设计一个燃料电池：用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为        极（填“正”或“负”），该电极上发生的电极反应式为                                               。

（3）在右图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为                                       。如果起始时盛有1L pH=5的CuSO₄溶液（25℃，CuSO₄足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                                                                                  。若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入          （填物质名称），其质量约为            。

（4）将普通碳钢钉放入“84消毒液”（NaClO溶液）中浸泡一段时间。预期的实验现象是                                               。

（5）为了进一步探究碳钢钉在该消毒液（NaClO）中的腐蚀原理，某同学设计了如图所示实验装置，写出碳（C）极上发生的电极反应式                                       。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）2C₂H₆(g)+7O₂(g)=4CO₂(g)+6H₂O(l) △H＝−3116.6 kJ·mol^－1(2分)

（2）负     C₂H₆+18OH^-−14e^－=2CO₃^2－+12H₂O 

（3）4OH^－−4e^－=2H₂O+O₂↑（2H₂O−4e^－=O₂↑+4H⁺）

石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅氧化铜（或碳酸铜）  4g（或6.2g）

（4）钢钉表面有红褐色物质生成

（5）ClO^－+H₂O+2e^－=Cl^－+2OH^－

【解析】

试题分析：（1）依据热化学方程式的书写原则结合定量关系写出反应为生成物、各物质的聚集状态、对应反应的焓变得到热化学方程式为：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；

故答案为：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；

（2）利用反应①2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；设计原电池，根据化合价变化分析判断，乙烷失电子发生氧化反应，所以通入乙烷气体的电极应为负极，正极电极反应为：②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； ①-②×7  得到负极电极反应为：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；（3）如图所示实验装置中，石墨棒上是电子流出一端，电解池中电子流出的是阳极，所以阳极电极反应为氢氧根离子放电，电极反应为：4OH^--4 e^-═O₂↑+2H₂O；惰性电极电解硫酸铜溶液生成铜、氧气、硫酸，恢复原溶液浓度需要加入析出的物质，即加入氧化铜可以恢复，故答案为：4OH^--4 e^-═O₂↑+2H₂O；CuO；将碳钢铁钉浸在次氯酸钠中，会发生电化学腐蚀。其中铁为负极，碳为正极。铁失电子，因为次氯酸根离子的强氧化性，次氯酸根离子得电子生成Cl^—。故（4）钢钉表面有红褐色物质生；（5）ClO^－+H₂O+2e^－═Cl^－+2OH^－

考点：考查热化学方程式、电化学原理等相关知识。