Question

【題目】氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：

（1）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。

已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4(l) △H1= -19.5kJ·mol-1

②N2H4(l)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1

寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ；

（2）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為 。

（3）科研人員新近開發(fā)出一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，可供手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電，據(jù)此請(qǐng)回答以下問題：通入甲醇的是__________極（填正或負(fù)），寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式_ _。

（4）Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。

①該電池的負(fù)極材料是 。電池工作時(shí)，電子流向 （填“正極”或“負(fù)極”）。

②若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是 。

③MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陽極的主要電極反應(yīng)式是 。 若電解電路中通過4mol電子，標(biāo)況下產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為 。

Answer 1

【答案】（1）2N2H4(l) +N2O4(l) = 3N2(g)+4H2O(g)△H= -1048.9kJ·mol-1；

（2）N2H4 -4e-+4OH- =N2+4H2O；

（3）負(fù)，CH3OH－6e- +8OH－ = CO32-＋6H2O；

（4）鋅，正極；Zn與Cu2+生成Cu，Zn、Cu 形成原電池加快反應(yīng)速率；

Mn2+- 2e- +2H2O=MnO2+4H+，2mol。

【解析】

試題分析：（1）肼與N2O4的反應(yīng)是：2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O(g)，2×②－①得到：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) △H=2△H2－△H1=－1048.9kJ·mol－1；（2）肼在負(fù)極上參加反應(yīng)，根據(jù)②以及環(huán)境是堿性，因此電極反應(yīng)式：N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O；（3）根據(jù)燃料電池，銅甲醇一極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為：CH3OH－6e－ +8OH－ = CO32－＋6H2O；（4）①鋅是活潑金屬，因此鋅為負(fù)極，根據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極；②鋅比銅活潑，鋅把銅置換出來，鋅、銅電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率；③陽極失電子化合價(jià)升高，因此陽極反應(yīng)式為：Mn2+＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，因此通過4mole－，生成氫氣物質(zhì)的量為2mol。