考點(diǎn):用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,原電池和電解池的工作原理
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題
分析:I:根據(jù)蓋斯定律,觀察目標(biāo)方程式可知,①×2+②+③,即得到3H
2(g)+3CO(g)?CH
3OCH
3(g)+CO
2 (g),故△H=2△H
1+△H
2+△H
3=-246.4kJ?mol
-1;
II:(1)①根據(jù)裝置可知甲是原電池,乙是電解池.由于氯化鈉溶液顯中性,所以發(fā)生吸氧腐蝕,石墨是正極,氧氣得到電子,方程式為O
2+2H
2O+4e
-=4OH
-,電子由負(fù)極出正極入,所以電子由鐵經(jīng)導(dǎo)線移向石墨;
②根據(jù)乙中電子流向可知,石墨和電源的正極相連,作陽極,溶液中的氯離子放電.鐵和電源的負(fù)極相連,作陰極,溶液中的氫離子放電.所以總反應(yīng)式為2Cl
-+2H
2O
2OH
-+H
2↑+Cl
2↑,陰離子向陽極移動,所以向石墨極移動;
(2)①鐵是活潑的金屬,作負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng);
②乙中陽極是OH
-放電,生成氧氣.陰極是銅離子放電,生成銅,總反應(yīng)式為:2CuSO
4+2H
2O
2H
2SO
4+2Cu+O
2↑.反應(yīng)中生成氫離子的物質(zhì)的量是0.2L×0.1mol/L=0.02mol,所以根據(jù)方程式可知生成銅是0.1mol,因此要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可向溶液中加入0.01mol氧化銅或0.01mol碳酸銅,其質(zhì)量是分別為0.8g、1.24g.
解答:
解:Ⅰ:①2H
2(g)+CO(g)?CH
3OH(g);△H=-90.8kJ?mol
-1②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g);△H=-23.5kJ?mol
-1③CO(g)+H
2O (g)?CO
2(g)+H
2(g);△H=-41.3kJ?mol
-1依據(jù)蓋斯定律計算,①×2+②+③,得到總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:3H
2(g)+3CO(g)?CH
3OCH
3(g)+CO
2(g)△H=-246.4kJ/mol;
故答案為:-246.4kJ/mol;
II:(1)①根據(jù)裝置可知甲是原電池,乙是電解池.由于氯化鈉溶液顯中性,所以發(fā)生吸氧腐蝕,石墨是正極,氧氣得到電子,電極反應(yīng)為:O
2+2H
2O+4e
-=4OH
-,電子由負(fù)極出正極入,所以電子由鐵經(jīng)導(dǎo)線移向石墨;
故答案為:O
2+2H
2O+4e
-=4OH
-;經(jīng)導(dǎo)線移向石墨;
②根據(jù)乙中電子流向可知,石墨和電源的正極相連,作陽極,溶液中的氯離子放電.鐵和電源的負(fù)極相連,作陰極,溶液中的氫離子放電.所以總反應(yīng)式為:2Cl
-+2H
2O
2OH
-+H
2↑+Cl
2↑,陰離子向陽極移動,所以向C極移動,
故答案為:2Cl
-+2H
2O
2OH
-+H
2↑+Cl
2↑;C;
(2)①鐵是活潑的金屬,作負(fù)極,所以電極反應(yīng)式為:Fe-2e
-=Fe
2+;
故答案為:Fe-2e
-=Fe
2+;
②乙中陽極是OH
-放電,生成氧氣.陰極是銅離子放電,生成銅,總反應(yīng)式為2CuSO
4+2H
2O
2H
2SO
4+2Cu+O
2↑.反應(yīng)中生成氫離子的物質(zhì)的量是0.2L×0.1mol/L=0.02mol,所以根據(jù)方程式可知生成銅是0.1mol,因此要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可向溶液中加入0.01mol氧化銅或0.01mol碳酸銅,其質(zhì)量是分別為:0.01mol×80g/mol=0.8g、0.01mol×124g/mol=1.24g,
故答案為:CuO或CuCO
3;0.8或1.24.
點(diǎn)評:本題考查了蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的計算應(yīng)用,原電池電解池的原理分析判斷,在守恒計算分析應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.