Question

10．某N₂H₄（肼或聯(lián)氨）燃料電池（產生穩(wěn)定、無污染的物質）原理如圖1所示．

①M區(qū)發(fā)生的電極反應式為N₂H₄-4e^-═N₂↑+4H⁺．
②用上述電池做電源，用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液（電極均為惰性電極），設飽和氯化鉀溶液體積為500mL，當溶液的pH值變?yōu)?3時（在常溫下測定），若該燃料電池的能量利用率為80%，則需消耗N₂H₄的質量為0.5g（假設溶液電解前后體積不變）．

Answer 1

分析 ①左端為負極，在酸性電解質中失去電子生成氮氣和氫離子；②該燃料電池的能量利用率為80%，即電池轉移電子的80%=電解中轉移電子，結合電子轉移守恒計算．

解答 解：①由氫離子的移動方向可知，M區(qū)為負極，發(fā)生的電極反應式為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案為：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
②用惰性電極，電解飽和KCl總的電極反應式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，pH值變?yōu)?3時，c（OH^-）=0.1mol/L，n（OH^-）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
N₂H₄～4e^-～4OH^-
32g       4mol
x×80%  0.05mol，
解得x=0.5g，
故答案為：0.5．

點評 本題考查電化學原理及計算等，綜合性較強，側重化學反應原理中高頻考點的考查，題目難度中等．