问题 问答题

“嫦娥一号”的登月成功,实现了中国人“奔月”的梦想.

(1)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ•mol-1

C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ•mol-1

C8H18(l)+12.5O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ•mol-1

CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ•mol-1

相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最多的是______.

(2)氢气、氧气不仅燃烧能放出热量,二者形成的原电池还能提供电能.“嫦娥一号”绕月飞行部分使用的是氢氧燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式为:负极______;正极______;

(3)若用氢氧燃料电池电解100mL由NaCl和CuSO4组成的混合溶液,其中[Na+]=3[Cu2+]=0.3mol•L-1,用石墨作电极,通电一段时间后,在阴极收集到0.112LH2(标况).试计算:

①阴极析出Cu______mol.阳极析出气体为______(填化学式).

②若所得溶液仍然为100mL,则此时溶液的pH值为______.

答案

(1)设质量都为m,相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量分别是

m
2
×285.8kJ、
m
12
×393.5kJ、

m
114
×5518kJ、
m
16
×890.3kJ,最大值应为
m
2
×285.8kJ,故答案为:H2

(2)氢氧燃料电池中,H2在反应中被氧化,应从负极通入,又因为是KOH溶液,不可能生成H+,负极反应为2H2+4OH-=4H2O+4e-,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:H2-2e+2OH-=2H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-

(3)①用氢氧燃料电池电解NaCl和CuSO4组成的混合溶液时,阴极上先铜离子放电,后氢离子放电,c(Na+)=3c(Cu2+)=0.3mol•L-1,即混合溶液中铜离子的浓度是0.1mol/L,100mL混合溶液中n(Cu2+)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol,在阴极收集到0.112L即0.005molH2(标况),根据阴极反应:

Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,

0.01 0.02 0.01 0.010.01 0.005

该极上转移电子的量是0.03mol,氯离子的物质的量是0.03mol,根据电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,转移电子是0.03mol,阳极上发生反应2Cl--2e-=Cl2↑,

①故答案为:0.01;Cl2

②电解过程中,消耗氢离子物质的量是0.01mol,氯离子的物质的量是0.03mol,根据电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,转移电子是0.03mol,和阴极上转移电子一样,整个过程生成氢氧根离子的物质的量等于减少的氢离子物质的量,即为0.01mol,所以c(OH-)=

0.01mol
0.1L
=0.1mol/L,pH=13,故答案为:13.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题 A1/A2型题