Question

7．（1）炒過菜的鐵鍋未及時洗凈，不久便會因腐蝕而出現紅褐色銹斑．請回答：
①鐵鍋的銹蝕是吸氧腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）．
②寫出鐵鍋腐蝕正極的電極反應式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-
（2）①某同學用碳棒，銅棒，稀硫酸和干電池為原材料，
實現了在通常條件下不能發生的反應：Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑請在右邊畫出能夠實驗這一反應的裝置圖．

②某同學由于在做銅與稀硫酸的反應實驗時操作出現失誤，看到碳棒和銅棒上都有氣泡產生且銅棒沒有被腐蝕．請你分析其原因：兩極與電源的正負極接反了（或銅棒接電源的負極）
（3）由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣，放出241.8kJ熱量（25℃、101kPa下測得）
①寫出該反應的熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1
②若1mol水蒸氣轉化為液態水放熱45kJ，則反應H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（ l ）的△H=-286.8kJ/mol．氫氣的燃燒熱為△H=-286.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①中性或弱酸性條件下，鋼鐵發生吸氧腐蝕；
②鐵、碳和電解質溶液構成原電池，碳作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應；
（2）①要實現Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑，應形成電解池反應，銅為陽極，碳為陰極，陽極發生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發生2H⁺+2e^-=H₂↑；
②某同學在做一定條件下銅與稀硫酸的反應實驗時，看到碳棒上有氣泡產生，但銅棒卻沒有被腐蝕，銅應為陰極，連接電源的負極，碳為正極；
（3）①氫氣和氧氣及水的狀態知道，根據熱量可寫出熱化學方程式；
②利用蓋斯定律計算．

解答 解：（1）①弱酸或中性條件下，鋼鐵發生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧；
②鐵、碳和電解質溶液構成原電池，碳作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（2）①要實現Cu+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂↑，應形成電解池反應，銅為陽極，碳為陰極，陽極發生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發生2H⁺+2e^-=H₂↑，則可發生Cu+H₂SO₄（稀）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$CuSO₄+H₂↑，裝置圖為，故答案為：；
②某同學在做一定條件下銅與稀硫酸的反應實驗時，看到碳棒上有氣泡產生，但銅棒卻沒有被腐蝕，銅應為陰極，連接電源的負極，碳為正極，
故答案為：兩極與電源的正負極接反了（或銅棒接電源的負極）；
（3）①生成1mol水需要0.5molO₂，反應的熱化學方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mol^-1．
②1mol水蒸氣轉化為液態水放熱45kJ，根據蓋斯定律可知反應H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）的△H=-（241.8+45）=-286.8 kJ•mol^-1，所以氫氣的燃燒熱為△H=-286.8 kJ•mol^-1，故答案為：-286.8；-286.8．

點評 本題考查電解池知識，側重于電解池裝置的設計，考查學生電化學知識的綜合把握與應用能力，題目難度不大．