Question

蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO₂＋Fe＋2H₂OFe(OH）₂＋Ni(OH）₂。

（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的_____极连接，电极反应式为_____________。

（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：

Cu＋2H₂O===Cu(OH）₂＋H₂↑的有______________。

A．稀H₂SO₄   B．NaOH溶液  C．Na₂SO₄溶液  D．CuSO₄溶液  E．NaCl溶液

（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极），工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0．36 g水。试回答下列问题：

①电解足量N(NO₃）_x溶液时某一电极析出了a g金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝____________（用含a、x的代数式表示）。

②电解含有0．1 mol·L^－1的CuSO₄溶液100 mL，阳极产生标准状况下的气体体积为________L；将电解后的溶液加水稀释至2L，溶液的pH＝_____。

（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH₄为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是：CH₄－8e^－＋4 CO＝5CO₂＋2H₂O，则正极的电极反应式为_______________________。

（5）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：

已知：CO₂(g）＋3H₂(g）===CH₃OH(g）＋H₂O(g）       ΔH＝－a kJ·mol^－1；

CH₃OH(g）===CH₃OH(l）                  ΔH＝－b kJ·mol^－1；

2H₂(g）＋O₂(g）===2H₂O(g）                ΔH＝－c kJ·mol^－1；

H₂O(g）===H₂O(l）                      ΔH＝－d kJ·mol^－1。

则表示CH₃OH(l）燃烧热的热化学方程式为                            。

Answer

（1）负 Fe(OH）2＋2e－＝Fe＋2OH－

（2）BCE

（3）①50ax ②0．112L 2

（4）O2 ＋2CO2 ＋4e－＝2 CO32－(或2O2＋4CO2＋8e－＝4CO32－）

（5）CH3OH(l）＋O2(g）＝CO2(g）＋2H2O(l） ΔH＝－(c＋2d－a－b）kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得到电子得氧化反应，其电极反应式为Fe(OH）2＋2e－＝Fe＋2OH－。

（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，掌握A、稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；B、氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；C、铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水得电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；D、铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D不正确；E、铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水得电离平衡，产生氢氧化铜，E正确；答案选BCE。

（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极），工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0．36 g水，即0．02mol水，根据方程式可知反应中转移0．02mol电子。

①电解足量N(NO3）x溶液时某一电极析出了a g金属N，则根据电子得失守恒可知金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝。

②电解含有0．1 mol·L－1的CuSO4溶液100 mL，阳极氢氧根放电产生氧气，在标准状况下的气体体积为；在生成0．005mol氧气得同时还有0．02mol氢离子生成，则将电解后的溶液加水稀释至2L后氢离子浓度＝0．02mol÷2L＝0．01mol，所以溶液的pH＝2。

（4）已知该熔融盐电池的负极的电极反应是：CH4－8e－＋4 CO＝5CO2＋2H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－＝4CO32－。

（5）已知：① CO2(g）＋3H2(g）===CH3OH(g）＋H2O(g） ΔH＝－a kJ·mol－1；②CH3OH(g）===CH3OH(l） ΔH＝－b kJ·mol－1；③2H2(g）＋O2(g）===2H2O(g） ΔH＝－c kJ·mol－1；④H2O(g）===H2O(l） ΔH＝－d kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知①+②－1．5×③－2×④即可得到CH3OH(l）燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l）＋O2(g）＝CO2(g）＋2H2O(l） ΔH＝－(c＋2d－a－b）kJ·mol－1。

【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用、热化学方程式书写等

【名师点晴】应对电化学定量计算的三种方法

（1）计算类型：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。

（2）方法技巧：

①根据电子守恒计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

②根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

③根据关系式计算：根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。例如：， (式中M为金属，n为其离子的化合价数值）该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－）×NA×1．60×10－19C来计算电路中通过的电量。