Question

1．請你按下列要求書寫相應的方程式：
（1）用離子方程式解釋NaAlO₂溶液的堿性：AlO₂^-+2H₂OAl（OH）₃+OH^-．
（2）5.6g金屬鐵與鹽酸完全反應生成氯化亞鐵溶液與氫氣，同時放出熱量QKJ．寫出此反應熱化學方程式：Fe（S）+2HCl（aq）=FeCl₂（aq）+H₂（g）△H=-10QkJ/mol．
（3）一種新型的熔融鹽燃料電池具有高發電效率而備受重視．現用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽混合物做電解質，一極通入CO氣體，另一極通入空氣與CO₂的混合氣體，制得燃料電池．已知此燃料電池的負極反應式：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，則該電池工作時的正極反應式為：2CO₂+4e^-+O₂=2CO₃^2-．
（4）FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的，請寫出該離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（5）將（4）反應設計成原電池，請在方框內畫出原電池的裝置圖（標出正、負極、溶液）．

Answer 1

分析 （1）NaAlO₂為強堿弱酸鹽，水解呈堿性；
（2）計算鐵的物質的量為0.1mol，0.1mol鐵在金屬鐵與鹽酸完全反應生成氯化亞鐵溶液與氫氣，同時放出熱量QKJ則1mol鐵與鹽酸反應放出10QkJ熱量；
（3）該燃料電池中，通入CO的一極為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為2CO-4e^-+2CO₃^2-═4CO₂，通入氧氣和CO₂的混合氣體一極為原電池的正極，發生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
（4）FeCl₃與銅反應生成氯化亞鐵與氯化銅；
（5）根據電池反應式設計原電池，由發生反應的反應類型設計正負極，將發生氧化反應的金屬單質設計成負極，比負極不活潑的金屬或導電的非金屬設計成正極，反應物中的電解質設計為電解質溶液．

解答 解：（1）NaAlO₂為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，水解的離子方程式為AlO₂^-+2H₂OAl（OH）₃+OH^-，故答案為：AlO₂^-+2H₂OAl（OH）₃+OH^-；
（2）n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，0.1mol金屬鐵與鹽酸完全反應生成氯化亞鐵溶液與氫氣，同時放出熱量QKJ，其熱化學反應方程式為Fe（S）+2HCl（aq）=FeCl₂（aq）+H₂（g）△H=-10 Q kJ/mol，故答案為：Fe（S）+2HCl（aq）=FeCl₂（aq）+H₂（g）△H=-10 Q kJ/mol；
（3）通入CO的一極為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為2CO-4e^-+2CO₃^2-═4CO₂，正極上的電極反應式為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，
故答案為：2CO₂+4e^-+O₂=2CO₃^2-；
（4）FeCl₃與銅反應生成氯化亞鐵與氯化銅，反應的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（5）設計成原電池時，負極上發生氧化反應，正極上發生還原反應，該電池反應中三價鐵離子得電子發生還原反應，所以正極上的電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發生氧化反應，所以負極上的電極反應式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應中發生氧化反應的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或導電的非金屬作正極，可選石墨作正極，發生還原反應的電解質溶液作原電池的電解質溶液，所以該原電池圖為，故答案為：．

點評 本題綜合考查化學用語，為高頻考點，側重于學生雙基的考查，注意把握物質的性質以及原電池工作原理，難度中等．