第6章 化學反應與能量主題二　化學反應與能量變化[探究1]　隨著人們生活節(jié)奏的加快，市場上出現(xiàn)了多種類型的“即食飯盒”等快速給食物加熱的產品。下面讓我們探究它們的工作原理。(1)有一“自熱米飯”的廣告播得很火，它介紹在食用時，將一無色液體加入一白色固體中，放上裝米飯的盒子，過幾分鐘米飯馬上就熱氣騰騰，可以食用了，非常方便。請你推測其白色固體和無色液體可能是如下哪個組合？(　　)A．硝酸銨和水 B．濃硫酸和水C．氧化鈣和水     D．固體酒精和水(2)目前市面上有一種新型飯盒“即熱飯盒”，其原理是在飯盒底部有兩層，一層存放水，另一層存放鎂和鐵的混合物。使用時打開隔離層，即發(fā)生反應：Mg＋2H2O===X＋H2↑。請根據以上信息回答下列各題：①已知X是一種堿，則X的化學式是什么？你推斷X的化學式的依據是什么？②上述化學反應屬于哪種基本反應類型？由該反應可知化學反應發(fā)生時都伴隨什么變化？提示：(1)C(2)①：Mg(OH)2。根據質量守恒(原子守恒)定律可知X的化學式為Mg(OH)2。②：置換反應?；瘜W反應發(fā)生時都伴隨著物質的變化和能量的變化。[探究2]　自2018年開始，采用東方電氣國產自主CDK6900型號氫燃料電池系統(tǒng)的10部蜀都氫燃料電池公交車陸續(xù)駛上成都街頭。截至2019年6月，10臺車累計安全運營里程已超過40萬公里，單臺車最高里程達5.25萬公里，累計載客超過120萬人。除此之外，最關鍵的是這輛巴士僅排放水，完全是零排放；續(xù)航里程長，可持續(xù)運行500多公里。(1)燃料電池的工作原理是否與原電池相同？(2)燃料電池有哪些優(yōu)點？提示：(1)燃料電池是在原電池的工作原理上研發(fā)的新型電池，正、負極發(fā)生反應的都是從外部通入的氣體。(2)燃料電池具有能量轉化率高、環(huán)保、使用壽命長等優(yōu)點。[探究3]　7月1日是中國共產黨的生日，從2019年起，每年的7月1日還多了一重含義：國際航標協(xié)會第13屆全會確定，自2019年起將每年的7月1日設立為“世界航標日”，讓更多人了解航標在保障船舶安全航行中起到的重要作用。2019年世界航標日的主題是海上航標——成功的航行，可持續(xù)發(fā)展的地球。青島慶祝首個“世界航標日”，首次面向全國啟動燈塔開放季。我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板、鉑網作電極，海水為電解質溶液，電池總反應為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3?？捎米鳠羲璧碾姵?。(1)鋁板在該電池中作什么極？發(fā)生什么變化？寫出電極反應式。提示：(1)負極。鋁被氧化，發(fā)生氧化反應，電池工作時鋁板逐漸被消耗，轉化成氫氧化鋁。4Al－12e－＋12OH－===4Al(OH)3。(2)鉑電極作什么極？在該電極上發(fā)生反應的物質是什么？提示：根據電池反應可知，正極發(fā)生還原反應的物質是氧氣，鉑電極作正極，本身不參與反應。(3)在燈塔的使用過程中存在什么能量的轉化？提示：化學能轉化為電能，電能轉化為光能。[探究4]　TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2↑＋O2↑，該過程類似植物的光合作用。如圖是光照射下TiO2分解水的裝置示意圖。該裝置有哪些形式的能量轉化？鉑電極上發(fā)生的是氧化反應還是還原反應？提示：該裝置光分解水是將光能轉化為化學能，發(fā)生氧化還原反應，生成氫氣和氧氣，電子的轉移經過R，又將化學能轉化為電能；鉑電極上生成氫氣的反應為2H＋＋2e－===H2↑，是還原反應。[探究5]　如圖為甲烷的燃料電池，將鉑電極放置在KOH溶液中，然后向兩極分別通入CH4和O2，即可產生電流，稱為燃料電池。通入CH4的電極為正極還是負極？寫出反應的化學方程式和正、負極電極反應式。提示：CH4燃料電池中發(fā)生的反應為CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，碳元素的化合價升高，通入CH4的電極為負極，通入O2的電極為正極；正、負極電極反應式分別為2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。  

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