Question

根据题意解答

（1）某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化，实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低．由此判断铝条与盐酸的反应是___________ 热反应，Ba（OH）2•8H₂O与NH₄Cl的反应是________________________热反应．反应过程 ___________________________（填“①”或“②”）的能量变化可用图2表示．

（2）为了验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是_________（填序号）．

（3）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图4所示（a、b为多孔碳棒）处电极入口通甲烷（填A或B），其电极反应式为_____________________ ．

（4）如图5是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置．请回答下列问题：

①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，写出该原电池正极的电极反应式为___________________________ ．

②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该原电池的正极为_______；该原电池的负极反应式为_____________________________．

Answer

放 吸 ① ② A，CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O 2H++2e﹣═H2↑ Mg Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O

【解析】

(1)化学反应中,温度升高,则反应放热，温度降低则反应吸热；图2中反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,据此进行解答；
(2)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐；
(3)根据电子流向知,A为负极、B为正极,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
(4)①Al、Cu、稀硫酸构成的原电池,金属Al作负极,金属Cu为正极,正极上氢离子得到电子,负极上Al失去电子；
②Al、Mg、NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，Mg为正极,负极上Al失去电子,正极上水中的氢离子得到电子，以此来解答。

(1)通过实验测出,反应前后①烧杯中的温度升高,则Al跟盐酸的反应是放热反应,②烧杯中的温度降低,则Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应；根据图2数据可以知道,该反应中,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,可表示反应①的能量变化；因此，本题正确答案是：放； 吸； ①；
(2)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐，
①中铁作负极、Cu作正极,电池反应式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故错误；
②中铜作负极、银作正极,电池反应式为Cu+2Fe3+=2Fe2++ Cu2+，能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故正确；
③中铁发生钝化现象,Cu作负极、铁作正极,电池反应式为: Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，故错误；
④中铁作负极、铜作正极,电池反应式为: Fe+ Cu2+= Cu2++ Fe2+，不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，故错误；
因此，本题正确答案是:②。
(3)根据电子流向知,A为负极、B为正极,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以A处通入甲烷,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O ；
因此，本题正确答案是:A；CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O。

(4)①Al、Cu、稀硫酸构成的原电池,金属Al作负极,金属Cu为正极,正极上氢离子得到电子,负极上Al失去电子,正极反应为2H++2e﹣═H2↑；

因此，本题正确答案是：2H++2e﹣═H2↑；
②Al、Mg、NaOH溶液可构成原电池,Al为负极,Mg为正极,负极上Al失去电子,正极上水中的氢离子得到电子,发生电池离子反应为Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O；

因此，本题正确答案是：Mg；Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O。