Question

（1）根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺設(shè)計(jì)原電池，所需負(fù)極材料為

 

，溶液中Fe³⁺向

 

（填“負(fù)極”或“正極”）遷移，負(fù)極反應(yīng)式為

 

；正極反應(yīng)式為

 

．
（2）通常狀況下，稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱．
①實(shí)驗(yàn)室中可用稀鹽酸和氫氧化鋇稀溶液反應(yīng)來(lái)測(cè)定中和熱．請(qǐng)寫(xiě)出能表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式

 

；
②分別取100mL 0.50mol/L鹽酸與100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)．通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱．假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g?℃）．實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得反應(yīng)前鹽酸與NaOH溶液的平均溫度為21.5℃，反應(yīng)后混合溶液的溫度為24.9℃．則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=

 

（保留1位小數(shù)）
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得4.6g 乙醇在氧氣中充分燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l）時(shí)釋放出aKJ的熱量，寫(xiě)出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

 

（4）已知Na₂CO₃?10H₂O（s）═Na₂CO₃（s）+10H₂O（g）△H₃=+532.36kJ/mol
Na₂CO₃?10H₂O（s）═Na₂CO₃?H₂O（s）+9H₂O（g）△H₄=+473.63kJ/mol
寫(xiě)出Na₂CO₃?H₂O脫水反應(yīng)生成Na₂CO₃（s）和水蒸氣的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式,中和熱的測(cè)定

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)方程式知，Cu元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，則Cu作負(fù)極、不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
（2）①根據(jù)酸堿中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；
②根據(jù)Q=m?c?△T計(jì)算；
（3）4.6g 乙醇的物質(zhì)的量=

4.6g

46g/mol

=0.1mol，0.1mol乙醇在氧氣中充分燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l）時(shí)釋放出aKJ的熱量，則1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出10akJ熱量；
（4）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）根據(jù)方程式知，Cu元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，則Cu作負(fù)極、不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu²⁺、正極反應(yīng)式為2Fe³⁺+2e-=2Fe²⁺，放電時(shí)，鐵離子向正極移動(dòng)，
故答案為：銅；正極；Cu-2e-=Cu²⁺；2Fe³⁺+2e-=2Fe²⁺；
（2）①已知稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量，稀鹽酸和氫氧化鋇稀溶液都是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

1

2

Ba（OH）₂（aq）+HCl （aq）═

1

2

BaCl₂（aq）+H₂O△H=-57.3 kJ/mol，
故答案為：

1

2

Ba（OH）₂（aq）+HCl （aq）═

1

2

BaCl₂（aq）+H₂O△H=-57.3 kJ/mol；
②100mL 0.50mol/L鹽酸與100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.1L×0.50mol=0.05mol，
溶液的質(zhì)量為：200ml×1g/ml=200g，溫度變化的值為△T=24.9℃-21.5℃=3.4℃，
則生成0.05mol水放出的熱量為Q=m?c?△T=200g×4.18J/（g?℃）×3.4℃=2842.4J，即2.842kJ，
所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-

2.842kJ

0.05mol

=-56.8 kJ/mol，
故答案為：-56.8 kJ/mol；
（3）4.6g 乙醇的物質(zhì)的量=

4.6g

46g/mol

=0.1mol，0.1mol乙醇在氧氣中充分燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l）時(shí)釋放出aKJ的熱量，則1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出10akJ熱量，則其熱化學(xué)方程式為CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2 CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-10akJ/mol，
故答案為：CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2 CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-10akJ/mol；
（4）Na₂CO₃?10H₂O（s）═Na₂CO₃（s）+10H₂O（g）△H₃=+532.36kJ/mol①，
Na₂CO₃?10H₂O（s）═Na₂CO₃?H₂O（s）+9H₂O（g）△H₄=+473.63kJ/mol ②，
將方程式①-②得Na₂CO₃?H₂O（s）═Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H=（+532.36kJ/mol）-（+473.63kJ/mol ）=+58.73 kJ/mol，
故答案為：Na₂CO₃?H₂O（s）═Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H=+58.73 kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池設(shè)計(jì)、中和熱測(cè)定、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn)，明確原電池原理、中和熱測(cè)定方法、蓋斯定律內(nèi)涵即可解答，原電池設(shè)計(jì)是考試高頻點(diǎn)，會(huì)根據(jù)電池反應(yīng)式中元素化合價(jià)變化確定正負(fù)極、電解質(zhì)溶液．