Question

【題目】按要求回答下列問題：

(1)請將 Zn+2Ag+=2Ag+Zn2+設計成雙液原電池，并畫出簡易裝置圖，并注明電極材料以及電解質溶液_______________

(2)書寫HCHO﹣空氣燃料電池（電解質為熔融碳酸鹽）的負極電極反應式___________________________________________。

(3)氯-鋁電池是一種新型的燃料電池，電解質溶液是KOH溶液，請寫出電子流出的電極的電極反應式為：______________________________________。

(4)已知:

Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) △H=-272.0kJ/mol

2Al(s)+3/2O2(g)= Al2O3(s) △H=-1675.7kJ/mol

Al和FeO發生鋁熱反應的熱化學方程式是_____________________________________________________。

(5)由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，若1g水蒸氣轉化成液態水時放熱2.444kJ，試寫出氫氣燃燒生成液態水的熱化學方程式__________________________________________________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】HCHO﹣4e﹣+ 2CO32﹣=3CO2+H2OAl﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH =-859.7 kJ·mol－1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ mol-1（或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol－1）

【解析】

（1）根據 Zn + 2Ag+ = 2Ag + Zn2+，Zn發生氧化反應，所以Zn作負極，負極可浸入硫酸鋅溶液中；用石墨作正極，Ag+發生還原反應生成Ag，所以將正極浸入可溶性硝酸銀溶液中，故答案為：；

（2）甲醛-空氣燃料電池，甲醛在負極失電子，在熔融碳酸鹽為電解質的介質中生成二氧化碳，故答案為：HCHO﹣4e﹣+ 2CO32﹣=3CO2+H2O；

（3）電子流出的電極是負極；氯-鋁電池，鋁在堿性條件下失電子生成AlO2-，故答案為：Al－3e－＋4OH－===AlO2-＋2H2O；

（4）已知：①2Fe(s)+O2(g)＝2FeO(s) ΔH＝－544.0kJ·mol－1，②4Al(s)+3O2(g)＝2Al2O3(s) ΔH＝－3351.4kJ·mol－1，則根據蓋斯定律可知（②－①×3），即可得到Al和FeO發生鋁熱反應的熱化學方程式為2Al(s)＋3FeO(s)＝Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1；故答案為2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH =-859.7 kJ·mol－1；

（5）燃燒熱是指在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，1mol水蒸氣變成液態水又放出熱量是2.444kJ×2＝4.888kJ，所以氫氣的燃燒熱是241.8kJ/mol＋4.888kJ/mol＝285.8kJ /mol，所以有熱化學方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ mol-1，則氫氣燃燒生成液態水的熱化學方程式為H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ mol-1（或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol－1）