Question

I．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如图）。请回答下列问题：

（1）若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：

①有红色物质析出的是：甲池中的________棒；乙池中的________棒。

②在乙池中阴极的电极反应式是________________________________。

（2）若两池中均盛放饱和NaCl溶液。

①写出甲池中负极的电极反应式__________________________________。

②写出乙池中的总反应的离子方程式______________________________。

II．我国在青藏高原发现了名为“可燃冰”的环保型新能源。

（1）CH₄可与Cl₂反应，反应历程如下

①Cl₂→2Cl    ΔH = 243 kJ·mol^-1

②Cl＋CH₄→CH₃＋HCl    ΔH = 4 kJ·mol^-1

③CH₃＋Cl₂→CH₃Cl＋Cl    ΔH = -106 kJ·mol^-1

则CH₄与Cl₂反应生成CH₃Cl（g）的热化学方程式为                   __。

（2）CH₄可用于设计燃料电池，甲烷燃料电池的工作原理如图所示：则通入CH₄的一极为原电池的        （填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为                     。

Answer

I．（1）①碳（或C） 铁（或Fe） ②Cu2+ + 2e- = Cu

（2）①Fe-2e-=Fe2+ ②2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑

II．（1）CH4（g）+Cl2（g）→CH3Cl（g）+HCl（g） △H = -102 kJ·mol-1

（2）负极 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

【解析】

试题分析：I．（1）①根据装置图可知，甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出。乙池为电解池，外电路电子流向电源正极，所以碳棒为阳极，放出氯气。阴极铁电极上发生还原反应有Cu析出。②乙池中，铁电极为阴极，电解硫酸铜溶液，阴极的电极反应式是Cu2+ + 2e- = Cu；（2）①甲池是原电池，甲中碳为正极，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，O2+2H2O+4e-=4OH-，铁为负极失电子发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；②若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液，总的离子反应方程式为2Cl － +2H 2 O 2OH － +H 2 ↑+Cl 2 ↑。

II．（1）① Cl2→2Cl ΔH = 243 kJ·mol-1

②Cl＋CH4→·CH3＋HCl ΔH = 4 kJ·mol-1

③CH3＋Cl2→CH3Cl＋Cl ΔH = -106 kJ·mol-1

依据盖斯定律②+③得到：CH4（g）+Cl2（g）→CH3Cl（g）+HCl（g）△H=-102 kJ·mol

（2）甲烷燃料电池，燃料电池中燃料在负极失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

考点：影响化学平衡的因素