Question

把氯氣通入稀氨水中，NH₃分子上的一個H被Cl取代生成氯氨，然后加入過量的氨和氯氨作用，得到聯(lián)氨（N₂H₄）．聯(lián)氨是一種可燃性液體，可用作火箭燃料．
（1）火箭推進器中分別裝有聯(lián)氨和過氧化氫，當(dāng)它們混合時即產(chǎn)生氣體，并放出大量熱．已知：12.8g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量；且H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，寫出液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

 

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（2）如圖1所示是一個電化學(xué)過程示意圖．

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)是

 

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②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為本過程中的電源，鋅電極的質(zhì)量變化是128g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣

 

L（假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%）．
（3）傳統(tǒng)制備肼的方法是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液．該反應(yīng)的離子方程式是

 

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（4）1998年希臘亞里士多德大學(xué)的Mamellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺），實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨，其實驗裝置如圖2所示，該裝置中陽極可以產(chǎn)生H⁺，則陰極的電極反應(yīng)式為

 

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Answer 1

分析：（1）先寫出液態(tài)聯(lián)氨燃燒的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律來解答；
（2）①電解池的負(fù)極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
②根據(jù)電極反應(yīng)，結(jié)合電子守恒和空氣的組成情況來回答；
（3）NaClO氧化NH₃可以制得肼，還生成氯化鈉；
（4）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在合成氨中，氮氣得電子，酸性條件下生成氨氣．

解答：解：（1）因12.8g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，32g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣放出熱量為641.625KJ，所以熱化學(xué)方程式為：
N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625KJ?mol^-1 ①
    H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1②
依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（L）△H=-817.625KJ?mol^-1；
（2）①電解池的負(fù)極上是陽離子銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②銅片上的電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu，Cu的質(zhì)量變化128g，根據(jù)電極反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為4mol，根據(jù)反應(yīng)N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時，消耗氧氣的物質(zhì)的量是1mol，氧氣的體積是空氣體積的五分之一，所以消耗空氣的體積是5mol，即112L，故答案為：112；
（3）NaClO氧化NH₃可以制得肼的離子方程式為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O，故答案為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O；
（4）解答：電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在合成氨中，氮氣得電子，所以陰極反應(yīng)為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫和蓋斯定律的計算應(yīng)用，電解池原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)書寫方法，題目難度中等．