Question

【題目】（1）肼（N2H4）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa、25℃時，16 gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出熱量312 kJ。N2H4完全燃燒反應的熱化學方程式是 。

（2）肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空氣燃料電池放電時：正極的電極反應式是 。負極的電極反應方程式是 。

（3）下圖是一個電化學過程示意圖。

① 鋅片上發(fā)生的電極反應方程式是 。

② 假設使用肼—空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣 L（假設空氣中氧氣體積含量為20%）

（4）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。該反應的離子方程式是 。

（5）將0．3 mol AgNO3、0．4 mol Cu(NO3)2和0．1mol KCl溶于水配成100 mL溶液，用惰性電極電解一段時間后，當陰極生成0．1mol氣體時，此時，另一極上的氣體體積(標準狀況)為 。

Answer 1

【答案】（1）N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（l） △H=－624KJ/mol；

（2）O2+2H2O+4e－=4OH－；N2H4+4OH—-4e－=N2+4H2O；

（3）①Cu2＋＋2e－=Cu；②112；（4）2NH3+ClO－=N2H4+Cl－+H2O （5） 6．72L

【解析】

試題分析：（1）16gN2H4的物質的量是0．5mol，所以1molN2H4完全燃燒生成氮氣和液態(tài)水放出的熱量是624kJ，則N2H4完全燃燒反應的熱化學方程式是N2H4（1）+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=－624．0kJ/mol；

（2）燃料電池中正極發(fā)生還原反應，元素的化合價降低，所以是氧氣發(fā)生還原反應，結合電解質溶液，正極反應的電極反應式為O2+4e－+2H2O=4OH－；負極則是燃料發(fā)生反應，根據（1）判斷N2H4的氧化產物是氮氣，所以負極反應式為N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑；

（3）①該裝置是電解池裝置，Zn是陰極，發(fā)生還原反應，所以是銅離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu2＋＋2e－＝Cu；

②銅片作陽極，發(fā)生氧化反應，所以Cu片逐漸溶解，質量減少128g，即Cu的物質的量減少2mol，失去電子4mol，根據整個過程滿足得失電子守恒規(guī)律，所以氧氣得電子的物質的量也是4mol，根據O2 +4e－+2H2O=4OH－可知需要氧氣得物質的量是1mol，標準狀況下的體積是22．4L，空氣中氧氣體積含量為20%，所以需要空氣的體積是22．4L/20%=112L；

（4）NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，則Cl元素被還原為氯離子，根據元素守恒，產物中還有水生成，離子方程式為ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O。

（5）Ag+和Cl-反應生成AgCl沉淀，反應后溶液中存在0．4molCu2+、0．1molK＋、0．2molAg＋、1．1molNO3－，陰極生成0．1mol氣體，這說明溶液中的銅離子和銀離子完全放電，然后是氫離子放電，則轉移電子是0．4mol×2＋0．2mol＋0．1mol×2＝1．2mol，則根據陽極反應4OH--4e-=O2+2H2O可知轉移1．2mol電子，生成0．3molO2，則氣體的體積為0．3mol×22．4L/mol＝6．72L。