Question

【題目】根據題意解答
（1）某實驗小組同學進行如下實驗，以檢驗化學反應中的能量變化，實驗中發現，反應后①中的溫度升高；②中的溫度降低．由此判斷鋁條與鹽酸的反應是熱反應，Ba（OH）28H2O與NH4Cl的反應是熱反應．反應過程（填“①”或“②”）的能量變化可用圖2表示．
（2）為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的是（填序號）．
（3）將CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖4所示（a、b為多孔碳棒）．處電極入口通甲烷（填A或B），其電極反應式為 ．
（4）如圖5是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變為電能的裝置．請回答下列問題： ①當電極a為Al、電極b為Cu、電解質溶液為稀硫酸時，寫出該原電池正極的電極反應式為 ．
②當電極a為Al、電極b為Mg、電解質溶液為氫氧化鈉溶液時，該原電池的正極為；該原電池的負極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）放；吸；①
（2）②
（3）A；CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O
（4）2H++2e﹣═H2↑；Mg；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O
【解析】解：（1）通過實驗測出，反應前后①燒杯中的溫度升高，則Al跟鹽酸的反應是放熱反應，②燒杯中的溫度降低，則Ba（OH）28H2O跟NH4Cl的反應是吸熱反應；根據圖2數據可知，該反應中，反應物總能量大于生成物總能量，則該反應為放熱反應，可表示反應①的能量變化，所以答案是：放；吸；①；（2）驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極，電解質溶液為可溶性的鐵鹽，①中鐵作負極、Cu作正極，電池反應式為Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故錯誤；②中銅作負極、銀作正極，電池反應式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ ， 能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故正確；③中鐵發生鈍化現象，Cu作負極、鐵作正極，電池反應式為：Cu+2NO3﹣+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故錯誤；④中鐵作負極、銅作正極，電池反應式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ， 不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，故錯誤；所以答案是：②；（3）根據電子流向知，A為負極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極，所以A處通入甲烷，甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，所以答案是：A；CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O（4）①Al、Cu、稀硫酸構成的原電池，金屬Al作負極，金屬Cu為正極，正極上氫離子得到電子，負極上Al失去電子，正極反應為2H++2e﹣=H2↑，所以答案是：2H++2e﹣=H2↑； ②Al、Mg、NaOH溶液可構成原電池，Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，正極上水中的氫離子得到電子，發生電池離子反應為2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，所以答案是：Mg； Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱．