Question

（1）根據反應2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺設計原電池，所需負極材料為

 

，溶液中Fe³⁺向

 

（填“負極”或“正極”）遷移，負極反應式為

 

；正極反應式為

 

．
（2）通常狀況下，稀強酸、稀強堿反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱．
①實驗室中可用稀鹽酸和氫氧化鋇稀溶液反應來測定中和熱．請寫出能表示該反應中和熱的熱化學方程式

 

；
②分別取100mL 0.50mol/L鹽酸與100mL 0.55mol/L NaOH溶液進行中和反應．通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱．假設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?℃）．實驗時，測得反應前鹽酸與NaOH溶液的平均溫度為21.5℃，反應后混合溶液的溫度為24.9℃．則實驗測得的中和熱△H=

 

（保留1位小數）
（3）實驗測得4.6g 乙醇在氧氣中充分燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l）時釋放出aKJ的熱量，寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式：

 

（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
寫出Na₂CO₃?H₂O脫水反應生成Na₂CO₃（s）和水蒸氣的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,熱化學方程式,中和熱的測定

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）根據方程式知，Cu元素化合價由0價變為+2價、Fe元素化合價由+3價變為+2價，則Cu作負極、不如Cu活潑的金屬或導電的非金屬作正極，放電時，電解質溶液中陽離子向正極移動；
（2）①根據酸堿中和反應生成1mol液態水時放出57.3kJ的熱量書寫熱化學方程式；
②根據Q=m?c?△T計算；
（3）4.6g 乙醇的物質的量=

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）時釋放出aKJ的熱量，則1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水放出10akJ熱量；
（4）根據蓋斯定律進行計算．

解答： 解：（1）根據方程式知，Cu元素化合價由0價變為+2價、Fe元素化合價由+3價變為+2價，則Cu作負極、不如Cu活潑的金屬或導電的非金屬作正極，負極反應式為Cu-2e-=Cu²⁺、正極反應式為2Fe³⁺+2e-=2Fe²⁺，放電時，鐵離子向正極移動，
故答案為：銅；正極；Cu-2e-=Cu²⁺；2Fe³⁺+2e-=2Fe²⁺；
（2）①已知稀強酸、稀強堿反應生成1mol液態水時放出57.3kJ的熱量，稀鹽酸和氫氧化鋇稀溶液都是強酸和強堿的稀溶液，則反應的熱化學方程式為

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溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.1L×0.50mol=0.05mol，
溶液的質量為：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，
所以實驗測得的中和熱△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）時釋放出aKJ的熱量，則1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水放出10akJ熱量，則其熱化學方程式為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．

點評：本題考查了原電池設計、中和熱測定、蓋斯定律等知識點，明確原電池原理、中和熱測定方法、蓋斯定律內涵即可解答，原電池設計是考試高頻點，會根據電池反應式中元素化合價變化確定正負極、電解質溶液．