Question

【題目】能量是一個世界性的話題，如何充分利用能量、開發(fā)新能源，為人類服務(wù)是廣大科技工作者不懈努力的目標(biāo)。

（1）如圖所示，組成一個原電池：

Cu電極是___(填“正”或“負”)極，其電極反應(yīng)式為___；電子由___極流出。

（2）利用（1）圖中的電極和電解液，在增加電源后可以實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，Fe接入電源負極，Cu接入電源正極，電解過程電極質(zhì)量增加的是___(填“Fe”或“Cu”)，Fe的腐蝕速度比正常在空氣中的腐蝕速度___(填“快”或“慢”)，溶液中c(Cu2+)___（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）利用氫氣與氧氣的燃燒反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1，作為燃料電池的反應(yīng)原理，可以提高能量的利用率，填充H2的電極是____(填“正”或“負”)極；當(dāng)有11.2L（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）H2反應(yīng)，會放出___kJ熱量；如果2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1，則a___571.6（填“＞”、“＜”或“＝”）

Answer 1

【答案】正 Cu2++2e-=Cu Fe Fe 慢 不變 負 142.9 ＜

【解析】

（1）在原電池中，相對活潑的金屬電極為負極，另一電極為正極。則Fe為負極，Cu為正極；負極材料(Fe)失電子生成陽離子(Fe2+)進入溶液，電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；銅電極為正極，發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu，電子由負極(Fe)沿導(dǎo)線流入正極(Cu)；

（2）Fe接入電源負極，為電解池的陰極，發(fā)生反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu；Cu接入電源正極，為電解池的陽極，發(fā)生反應(yīng)為：Cu-2e-=Cu2+；由此可知，Fe電極質(zhì)量增加，Fe做陰極，得到保護，溶液中n(Cu2+)增減相平，由此可得出溶液中c(Cu2+)的變化；

（3）從反應(yīng)方程式看，H2失電子，填充H2的電極是負極；當(dāng)有標(biāo)況下11.2L H2，即0.5mol H2發(fā)生反應(yīng)時，可依據(jù)方程式計算放出的熱量；當(dāng)由H2O(l)轉(zhuǎn)化為H2O(g)時，需要吸收熱量，從而使a值減小。

(1)在原電池中，相對活潑的金屬電極為負極，另一電極為正極。則Fe為負極，Cu為正極。負極材料(Fe)失電子生成陽離子(Fe2+)進入溶液，電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；銅電極為正極，發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu，電子由負極(Fe)沿導(dǎo)線流入正極(Cu)；

(2)Fe接入電源負極，為電解池的陰極，發(fā)生反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu；Cu接入電源正極，為電解池的陽極，發(fā)生反應(yīng)為：Cu-2e-=Cu2+。由此可知，Fe電極質(zhì)量增加，Fe做陰極，得到保護，Fe的腐蝕速度比正常在空氣中的腐蝕速度慢；溶液中n(Cu2+)增減相平，由此可得出溶液中c(Cu2+)不變；

(3)從反應(yīng)方程式看，H2失電子，填充H2的電極是負極；當(dāng)有標(biāo)況下11.2L H2，即0.5mol H2發(fā)生反應(yīng)時，可依據(jù)方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6kJ·mol-1，計算放出的熱量為kJ；由H2O(l)轉(zhuǎn)化為H2O(g)時，需要吸收熱量，從而使a值減小，即a<571.6。