Question

如圖所示裝置，是用氫氧燃料電池B進(jìn)行的某電解實(shí)驗(yàn)

（1）若電池B使用了亞氨基鋰（Li₂NH）固體作為儲(chǔ)氫材料，其儲(chǔ)氫原理是：Li₂NH+H₂═LiNH₂+LiH，則下列說(shuō)法中正確的是

 

．
A．Li₂NH中N的化合價(jià)是-1
B．該反應(yīng)中H₂既是氧化劑又是還原劑
C．Li⁺和H⁺的離子半徑相等
D．此法儲(chǔ)氫和鋼瓶?jī)?chǔ)氫的原理相同
（2）在電池B工作時(shí)：
①若用固體Ca（HSO₄）₂為電解質(zhì)傳遞H⁺，則電子由

 

極流出，H⁺向

 

極移動(dòng)．（填“a”或“b”）
②b極上的電極反應(yīng)式為：

 

．
③外電路中，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，在a極消耗

 

L的H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（3）若A中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCl溶液，則B工作時(shí)：
①在X極這邊觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②檢驗(yàn)Y電極上反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

 

．
③若A中其它均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?div id="g2gi2w0" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)Li₂NH+H₂→LiNH₂+LiH可判斷：Li₂NH中H元素的化合價(jià)是+1，氮元素的化合價(jià)為-3；LiNH₂中氮元素的化合價(jià)為-3，H元素的化合價(jià)是+1，反應(yīng)中H₂既是氧化劑又是還原劑；離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大；鋼瓶?jī)?chǔ)氫是物理過(guò)程．
（2）①電子從負(fù)極流出；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
②b電極上為氧氣得電子生成水；
③根據(jù)負(fù)極上氫氣與電子的關(guān)系求算；
（3）由圖可知a為負(fù)極，則X為陰極；b為正極，則Y為陽(yáng)極；
①X電極上是氫離子得電子生成氫氣；X電極附近同時(shí)生成氫氧化鈉；
②Y電極上反應(yīng)產(chǎn)物為氯氣，根據(jù)氯氣具有氧化性來(lái)檢驗(yàn)；
③將電極Y換成鐵棒，則Fe電極會(huì)失電子生成Fe²⁺．

解答： 解：A．Li₂NH中N的化合價(jià)為-3價(jià)，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)中H₂分別生成LiNH₂和LiH，LiNH₂中H為+1價(jià)，LiH中H的化合價(jià)為-1價(jià)，反應(yīng)中H₂既是氧化劑又是還原劑，故B正確；
C．Li⁺核外有一個(gè)電子層，H⁺核外無(wú)電子，離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大，故Li⁺半徑大于H⁺，故C錯(cuò)誤；
D．此法儲(chǔ)氫是利用氧化還原反應(yīng)將H₂轉(zhuǎn)化為固體材料，發(fā)生化學(xué)變化，而鋼瓶?jī)?chǔ)氫將氫液化，為物理變化，原理不同，故D錯(cuò)誤．
故選B；
（2）①該燃料電池中a為負(fù)極，b為正極，電子從負(fù)極流出，即從a極流出；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以H⁺向b極移動(dòng)，
故答案為：a，b；
②b電極上為氧氣得電子生成水，其電極方程式為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；
③已知負(fù)極上氫氣失去電子生成氫離子H₂-2e=2H⁺，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，在a極消耗氫氣為0.05mol，所以氫氣的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12；
（3）由圖可知a為負(fù)極，則X為陰極；b為正極，則Y為陽(yáng)極；
①X電極上是氫離子得電子生成氫氣，其電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e-=H₂↑；X電極附近同時(shí)生成氫氧化鈉，所以溶液變紅；
故答案為：溶液變紅；
②Y電極上反應(yīng)產(chǎn)物為氯氣，檢驗(yàn)氯氣的方法為：用潤(rùn)濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，變藍(lán)，證明產(chǎn)生Cl₂氣，
故答案為：用潤(rùn)濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，變藍(lán)，證明產(chǎn)生Cl₂；
③將電極Y換成鐵棒，則Fe電極會(huì)失電子生成Fe²⁺，在陰極仍然為電解水，生成氫氣和氫氧化鈉，F(xiàn)e²⁺與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，所以可實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵艶e（OH）₂，故答案為：制Fe（OH）₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理和電解池原理的應(yīng)用，涉及電極方程式的書寫，物質(zhì)的檢驗(yàn)，反應(yīng)現(xiàn)象，電子轉(zhuǎn)移的有關(guān)計(jì)算等，題目難度中等．