Question

肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性液體，與氧氣或氮氧化物反應(yīng)均生成氮氣和水，可作火箭燃料．
（1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．該電池放電時，負極的電極反應(yīng)式是

 

，電池的總反應(yīng)式是

 

．
（2）如圖是一個電化學(xué)裝置示意圖．用肼-空氣燃料電池作此裝置的電源．A是鉑電極，B是石墨電極，C是稀硫酸，陰極的電極反應(yīng)式是

 

．利用該裝置可制得少量過氧化氫：在陽極上SO₄^2-被氧化成S₂O₈^2-（過二硫酸根離子）．S₂O₈^2-與H₂O反應(yīng)生成H₂O₂，S₂O₈^2-+2H₂O═2SO₄^2-+H₂O₂+2H⁺．若要制取1mol H₂O₂，該燃料電池理論上需消耗

 

mol N₂H₄．

Answer 1

考點：化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）從作為燃料電池時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；電池的總反應(yīng)式即N₂H₄與氧氣反應(yīng)生成氮氣和水；
（2）石墨電極與負極相連為陰極，陰極上氫離子得電子；根據(jù)串聯(lián)電路中電子守恒計算．

解答： 解：（1）作為燃料電池時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，其電極反應(yīng)為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；電池的總反應(yīng)式即N₂H₄與氧氣反應(yīng)生成氮氣和水，其電池的總反應(yīng)式為：N₂H₄+2H₂O=N₂+2H₂O；
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；N₂H₄+2H₂O=N₂+2H₂O；
（2）石墨電極與負極相連為陰極，陰極上氫離子得電子，其電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
     H₂O₂ ～S₂O₈^2-～2SO₄^2-～2e^-～

1

2

N₂H₄ 
    1mol                       0.5mol
則要制取1mol H₂O₂，該燃料電池理論上需消耗0.5molN₂H₄；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；0.5．

點評：本題考查原電池和電解池的工作原理，做題時注意兩極上的變化，要會書寫電極反應(yīng)式，從質(zhì)量守恒和電子守恒的角度做題，題目難度中等．