Question

【題目】（1）肼（N2H4）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時(shí)，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退�，放出熱�?/span>624kJ（25℃時(shí)），N2H4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________。

（2）肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空氣燃料電池放電時(shí)：負(fù)極的電極反應(yīng)式是_______________________________________ 。

（3）用CO做燃料電池電解CuSO4溶液、FeCl3和FeCl2混合液的示意圖如圖1所示，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極．工作一段時(shí)間后，斷開K，此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同．

①寫出通入CO的電極反應(yīng)式____________________________________

②乙中B極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____________．

③丙裝置溶液中金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖2所示，則圖中③線表示的是____________（填離子符號(hào)）的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽(yáng)離子恰好完全沉淀，需要_____________mL 8.0mol·L﹣1 NaOH溶液。

Answer 1

【答案】 （N2H4(1)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) △H= -624.0kJ/mol N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑ CO -2e - + 4OH - = CO32-+ 2H2O 2.24 L Cu 2+ 175

【解析】(1)32.0g N2H4的物質(zhì)的量==1mol，1mol肼完全燃燒生成液態(tài)水放出624kJ熱量，該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-624kJ/mol，故答案為：N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-624kJ/mol；

(2)肼-氧氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，故答案為：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；

(3)①CO燃料電池是原電池反應(yīng)，CO在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)為：CO -2e - + 4OH - = CO32-+ 2H2O，故答案為：CO -2e - + 4OH - = CO32-+ 2H2O；

②工作一段時(shí)間后，斷開K，此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，分析電極反應(yīng)，B為陰極，溶液中銅離子析出后，氫離子得到電子生成氫氣，設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為xmol，溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1mol，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，0.1mol Cu2+放電轉(zhuǎn)移0.2mol電子，隨后發(fā)生2H++2e-=H2↑，生成xmol H2轉(zhuǎn)移2xmol電子；A電極為陽(yáng)極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成xmol O2轉(zhuǎn)移4xmol電子；根據(jù)得失電子守恒得到0.2+2x=4x，解得x=0.1mol，乙中B極析出的氣體是氫氣，物質(zhì)的量為0.1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L，故答案為：2.24L；

③根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化，可知，銅離子從無(wú)增多，鐵離子物質(zhì)的量減小，亞鐵離子增加，故①為Fe3+，②為Fe2+，③為Cu2+；由圖可知電子轉(zhuǎn)移為0.4mol，生成Cu2+物質(zhì)的量為0.2mol，陰極電極反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+，反應(yīng)結(jié)束后，溶液中有Fe2+為0.5mol，Cu2+為0.2mol，所以需要加入NaOH溶液0.5×2+0.2×2=1.4mol，所以所需NaOH溶液的體積為=0.175L=175mL，故答案為：Cu2+；175。