Question

【題目】(1)工業(yè)上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以進(jìn)一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其離子反應(yīng)方程式為___________，有學(xué)者探究用電解法制備的效率，裝置如圖，試寫(xiě)出其陰極電極反應(yīng)式__________________；

(2)某種鉛酸蓄電池具有廉價(jià)、長(zhǎng)壽命、大容量的特點(diǎn)，它使用的電解質(zhì)是可溶性的甲基磺酸鉛，電池的工作原理：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_________；

(3)乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料，工業(yè)生產(chǎn)乙醇(CH3CH2OH)的一種反應(yīng)原理為：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol

己知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol

以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成乙醇，并放出熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：___________。

(4)如圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

寫(xiě)出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式______。

②乙池中C棒電極反應(yīng)的方程式為__________________，當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加10.8g，此時(shí)丙池中析出3.2g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是______(填序號(hào))

A．MgSO4溶液 B．CuSO4溶液 C．NaCl溶液 D．AgNO3溶液

Answer 1

【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- O2+4e-=2O2- Pb2++2H2O-2e- =PbO2+4H+ 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O 2H2O-4e－=O2↑+4H+ BD

【解析】

根據(jù)裝置特點(diǎn)判斷是原電池還是電解池，根據(jù)原電池和電解池原理分析正負(fù)極和陰陽(yáng)極并書(shū)寫(xiě)對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式；根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；根據(jù)二次電池的總反應(yīng)，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；根據(jù)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算電極產(chǎn)物的量。

(1)根據(jù)題干信息知NH3被NaClO氧化生成N2H4，NaClO被還原生成Cl-，離子方程式為：2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl-；根據(jù)電解裝置分析知，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低，裝置中左側(cè)為陰極，氧氣得電子生成氧離子，電極反應(yīng)為：O2+4e-=2O2-，故答案為：2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl-；O2+4e-=2O2-；

(2)根據(jù)Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O分析得，充電時(shí)，陽(yáng)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，則電極反應(yīng)式為：Pb2++2H2O-2e- =PbO2+4H+；

(3)根據(jù)蓋斯定律得：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H1=-akJ/mol I，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-bkJ/mol II，I-2×II得：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=△H1-2△H2=-(a-2b) kJ/mol；

(4)根據(jù)圖示，甲池為甲醇燃料電池，通入甲醇的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)為KOH，所以氧化產(chǎn)物為碳酸鉀，電極反應(yīng)式為：CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O；

②乙池為電解池，C棒連接電池的正極，陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)放電順序，水失電子生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)的方程式為： 2H2O-4e－=O2↑+4H+；乙池中B極反應(yīng)為Ag++e－=Ag，質(zhì)量增加10.8g，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為=0.1mol；丙池某電極析出3.2g金屬，說(shuō)明丙池中電解質(zhì)是含有氧化性較強(qiáng)的金屬陽(yáng)離子在陰極得電子析出金屬，不可能是鎂離子和鈉離子的鹽溶液，則AC錯(cuò)誤；此時(shí)轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，若是二價(jià)金屬，金屬的摩爾質(zhì)量是 ，所以電解質(zhì)是含有銅離子的鹽溶液，則B正確；若是一價(jià)金屬，金屬的摩爾質(zhì)量是32g/mol，但題目中沒(méi)說(shuō)丙池鹽溶液足量，若AgNO3不足，只能電解出3.2gAg，之后一直電解水，所以D正確，故答案為：2H2O-4e－=O2↑+4H+；BD。