Question

（l）鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應稱為鋁熱反應，可用于冶煉高熔點金屬．
已知：4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-2830kJ?mol^-1
△H=+230kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-390kJ?mol^-1
鋁與氧化鐵發生鋁熱反應的熱化學方程式是    ．
（2）如圖1所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是    ；
裝置②中Cu電極上的電極反應式為    ．

（3）釩（V）及其化合物廣泛應用于新能源領域．全釩液流儲能電池是利用不同價態離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如圖2所示．
①當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為    ．
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由    色變為    色．

Answer 1

【答案】分析：（1）①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-2830kJ?mol^-1，
②Fe₂O₃（s）+C（s）=CO₂（g）+2Fe（s）△H=+230kJ?mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-390kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知，①×+②-③×可得到2Al（s）+Fe₂O₃（s）=Al₂O₃（s）+2Fe（s）；
（2）①發生化學腐蝕，②中構成原電池，且Fe為負極，③構成原電池，但Fe為正極；裝置②中Cu電極上氧氣得電子，發生吸氧腐蝕的電極反應；
（3）①溶液逐漸由黃變藍，則VO₂⁺得電子生成VO²⁺；
②原電池中左邊為正極，右邊為負極，則充電時，右槽為陰極，發生還原反應，則V³⁺得到電子生成V²⁺．
解答：解：（1）①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-2830kJ?mol^-1，
②Fe₂O₃（s）+C（s）=CO₂（g）+2Fe（s）△H=+230kJ?mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-390kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知，①×+②-③×可得到2Al（s）+Fe₂O₃（s）=Al₂O₃（s）+2Fe（s），
則△H=（-2830kJ?mol^-1）×+（+230kJ?mol^-1）-（-390kJ?mol^-1）×=-600kJ/mol，
故答案為：2Al（s）+Fe₂O₃（s）=Al₂O₃（s）+2Fe（s）△H=-600kJ/mol；
（2）①發生化學腐蝕，②中構成原電池，且Fe為負極，③構成原電池，但Fe為正極，所以鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是②＞①＞③；
裝置②中Cu電極上氧氣得電子，發生吸氧腐蝕的電極反應，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：②＞①＞③；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）①溶液逐漸由黃變藍，則VO₂⁺得電子生成VO²⁺，電極反應為VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O，故答案為：VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O；
②原電池中左邊為正極，右邊為負極，則充電時，右槽為陰極，發生還原反應，則V³⁺得到電子生成V²⁺，觀察到充電時右槽溶液顏色逐漸由綠色變為紫色，
故答案為：綠；紫．
點評：本題為綜合題，涉及蓋斯定律計算反應熱及書寫熱化學反應方程式、原電池、吸氧腐蝕、二次電池等，（3）為解答的難點，注意電解與原電池的關系及溶液中離子的顏色，題目難度較大．