Question

【題目】（1）用O2將HC1轉化為Cl2，可提高效益，減少污染，傳統上該轉化通過如下圖所示的催化劑循環實現，

其中，反應①為：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反應②生成1 mol Cl2 (g)的反應熱為△H2，則總反應的熱化學方程式為____________________________。（反應熱用△H1和△H2表示）。

（2）一定條件下測得上述反應過程中c(Cl2)的數據如下：

t（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
c(Cl2)/10-3(mol/L)	0	1.8	3.7	5.4	7.2

計算2.0～6.0min內以HCl的物質的量濃度變化表示的反應速率 _________。

（3）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產生。

0～tl時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應式是______________，溶液中的H+向______極移動，tl時，原電池中電子流動方向發生改變，其原因是_____________。

Answer 1

【答案】（1）2HCl(g)+1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；

（2）1.8×10-3 mol/(L·min)

（3）2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；正；鋁鈍化后，銅成為負極。

【解析】

試題分析：（1）根據題意可知①為：2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2（s） △H1，反應②的熱化學方程式是CuCl2（s）+ O2(g)= H2O(g)+Cl2（g）△H2，根據蓋斯定律，將①+②，整理可得2HCl(g)+ 1/2 O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2；（2）根據表格c(Cl2) 數據可知2.0～6.0min內以Cl2的物質的量濃度變化表示的反應速率v(Cl2)= (5.4-1.8)×10-3mol/L÷4min=9×10-4mol/(L·min)，由于v(HCl)=2v(Cl2)，所以v(HCl)= 2×9×10-4mol/(L·min)=1.8×10-3 mol/(L·min)；（3）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池，由于金屬活動性Al＞Cu，所以在開始的反應0～tl時，原電池的負極是Al片，Cu片尾正極，此時，正極的電極反應式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；溶液中的H+向負電荷較多的正極移動；當反應進行到一定程度后，由于在室溫下Al在濃硝酸中會發生鈍化，而Cu可以與濃硝酸進一步發生反應，所以Cu作負極，Al作正極。