Question

【題目】（1）用O2將HC1轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染，傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如下圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，

其中，反應(yīng)①為：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反應(yīng)②生成1 mol Cl2 (g)的反應(yīng)熱為△H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________。（反應(yīng)熱用△H1和△H2表示）。

（2）一定條件下測(cè)得上述反應(yīng)過(guò)程中c(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：

t（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
c(Cl2)/10-3(mol/L)	0	1.8	3.7	5.4	7.2

計(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率 _________。

（3）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0～tl時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是______________，溶液中的H+向______極移動(dòng)，tl時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是_____________。

Answer 1

【答案】（1）2HCl(g)+1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；

（2）1.8×10-3 mol/(L·min)

（3）2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；鋁鈍化后，銅成為負(fù)極。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意可知①為：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式是CuCl2（s）+ O2(g)= H2O(g)+Cl2（g）△H2，根據(jù)蓋斯定律，將①+②，整理可得2HCl(g)+ 1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；（2）根據(jù)表格c(Cl2) 數(shù)據(jù)可知2.0～6.0min內(nèi)以Cl2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率v(Cl2)= (5.4-1.8)×10-3mol/L÷4min=9×10-4mol/(L·min)，由于v(HCl)=2v(Cl2)，所以v(HCl)= 2×9×10-4mol/(L·min)=1.8×10-3 mol/(L·min)；（3）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池，由于金屬活動(dòng)性Al＞Cu，所以在開始的反應(yīng)0～tl時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片，Cu片尾正極，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；溶液中的H+向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng)；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后，由于在室溫下Al在濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化，而Cu可以與濃硝酸進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，所以Cu作負(fù)極，Al作正極。