【題目】2018128日,凌晨223分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,嫦娥四號探測器搭載長征三號乙運載火箭成功發(fā)射,實現(xiàn)了世界首次月球背面軟著陸和巡視探測,被認為是中國在工程技術(shù)和空間科學方面的雙重跨越和創(chuàng)新。

I.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,常溫時是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料。

1)已知在25℃、101kPa時,16g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣,放出312kJ的熱量,則N2H4完全燃燒的熱化學方程式是___________________________________________________。

II.如下圖所示,某研究性學習小組利用上述燃燒原理設計一個肼(N2H4)─空氣燃料電池(如圖甲)并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。

根據(jù)要求回答相關(guān)問題:

2)甲裝置中正極的電極反應式為:______________________________________。

3)檢驗乙裝置中石墨電極反應產(chǎn)物的方法是:___________________________。

4)如果電解后丙裝置精銅質(zhì)量增加3.2g,則理論上甲裝置中肼消耗質(zhì)量為___________g。

III.對金屬制品進行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。該研究性學習小組又以肼(N2H4)─空氣燃料電池為電源對鋁材表面進行如下處理:

5)流程⑤中以鋁材為陽極,在H2SO4 溶液中電解,最終可在鋁材表面形成氧化膜,該電解的陽極電極反應式為__________________________________。

6)取少量廢電解液,加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,其反應的離子方程式是__________________________________________________________

【答案】N2H4(l )O2(g)N2(g)2H2O(l) ΔH=-624 kJ·mol1

1/2N2H4(l )1/2O2(g)1/2N2(g)H2O(l) ΔH=-312 kJ·mol1 O22H2O4e 4OHO22H2O4e → 4OH 將濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在C電極附近,看試紙是否變藍色 0.8 2Al3H2O6e Al2O36H;或2Al3H2O → Al2O36H6e Al33HCO3Al(OH)33CO2

【解析】

(1)依據(jù)熱化學方程式書寫方法,標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應量的反應熱寫出熱化學方程式;
(2) 甲裝置是燃料電池,正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應;
(3)乙裝置中石墨電極是陽極,氯離子放電生成氯氣;

(4)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等,列出關(guān)系式:N2H4~2Cu進行分析求解;

(5) 流程⑤中陽極上鋁失電子和水反應生成氧化鋁;

(6)鋁失電子生成鋁離子進入溶液,廢電解液中含有鋁離子,鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀。

(1)16.0g氣態(tài)肼(N2H4)物質(zhì)的量為0.5mol,在氧氣中完全燃燒生成氮氣和液態(tài)水,放出熱量312kJ,1mol氣態(tài)肼(N2H4)燃燒放熱624KJ,反應的熱化學方程式為:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-624KJ/mol;
(2) 甲裝置是燃料電池,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為:O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 乙裝置中石墨電極是陽極,氯離子放電生成氯氣,檢驗氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙,觀察是否變藍;

(4) 轉(zhuǎn)移電子相等,有關(guān)系式: N2H4 ~ 2Cu
32128
m3.2g
則m= =0.8g;
(5) 流程⑤中陽極上鋁失電子和水反應生成氧化鋁和氫離子,電極反應式為2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;

(6)鋁失電子生成鋁離子進入溶液,廢電解液中含有鋁離子,鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀,離子方程式為Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。

練習冊系列答案
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已知以下信息: iA屬于芳香烴,H屬于酯類化合物。

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回答下列問題:

1E的官能團名稱______________,B的結(jié)構(gòu)簡式_____________。

2B → CG → J兩步的反應類型 _______________________________。

3)① E + F → H的化學方程式_____________________

I → G 的化學方程式______________________。

4I的同系物KI相對分子質(zhì)量大28,K有多種同分異構(gòu)體。

K的同分異構(gòu)體共_________________種。

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A充電時陰極的電極反應是V3++e-=V2+

B放電時,VO2作氧化劑,在正極被還原,V2+做還原劑,在負極被氧化

C若離子交換膜為質(zhì)子交換膜,充電時當有1mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移時,左槽電解液的H的物質(zhì)的量增加了1mol

D若離子交換膜為陰離子交換膜,放電時陰離子由左罐移向右罐

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A. 0-t1時,正極的電極反應式為:2H++ NO3- - e-=NO2+ H2O

B. 0-t1時,溶液中的H+ Cu電極移動

C. t1時,負極的電極反應式為:Cu–2e-= Cu2+

D. t1時,原電池中電子流動方向發(fā)生改變是因為Al在濃硝酸中鈍化,氧化膜阻礙了Al的進一步反應

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A.2F2 + 2H2O 4HF + O2B.Na2O + H2O = NaOH

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A. a的正反應速率比點b的小

B. c處正反應速率和逆反應速率相等

C. d (t1時刻) 和點 e (t2時刻) n(N2)相同

D. t2時刻,正反應速率大于逆反應速率

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