Question

【題目】Ⅰ．肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，常溫時是一種可燃性液體，可用作火箭燃料。

①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l) ΔH1

②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l) ΔH2

③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4

上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4＝___。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)

II．如圖所示，某研究性學習小組利用上述燃燒原理設計一個肼(N2H4)─空氣燃料電池(如圖甲)并探究某些工業(yè)原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜(即只允許陽離子通過)。

根據(jù)要求回答相關問題：

（1）甲裝置中通入___氣體的一極為正極。

（2）乙裝置中石墨電極為___極，其電極反應式為__；可以用__檢驗該反應產物，電解一段時間后，乙池中的溶液呈__性。

（3）圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的___原理，如果電解后丙裝置精銅質量增加3.2g，則理論上甲裝置中肼消耗質量為__g。

Answer 1

【答案】ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 空氣 陽 2Cl--2e-=Cl2↑ 濕潤的碘化鉀淀粉試紙（或用玻璃棒蘸取濃氨水或濕潤的藍色石蕊試紙或濕潤的有色布條等） 堿 粗銅的精煉 0.8

【解析】

Ⅰ．根據(jù)蓋斯定律分析計算；

II．燃料電池中通入燃料的電極為負極，通入空氣的電極為正極，結合原電池原理和電解池原理分析解答。

Ⅰ．①①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l) ΔH1，②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l) ΔH2，③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g) ΔH3，所求反應為：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)，根據(jù)蓋斯定律，由③×2-②-①得到，反應的焓變△H4=2△H2-2△H3-△H1，故答案為：2△H2-2△H3-△H1；

II．(1)甲為燃料電池，通入燃料的電極為負極，通入空氣的電極為正極，故答案為：空氣；

(2)乙裝置中石墨與電源正極相連，為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應，氯離子失去電子生成氯氣，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，檢驗氯氣，觀察試紙是否變藍，電解食鹽水的總反應為2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-，因此電解后的溶液呈堿性，故答案為：陽；2Cl--2e-=Cl2↑；濕潤的淀粉碘化鉀試紙；堿；

(3)裝置丙中，粗銅作陽極，純銅作陰極，所以該裝置為粗銅精煉裝置；原電池負極和純銅電極上有：N2H4～N2～4e-，Cu～Cu2+～2e-，根據(jù)電子守恒得到關系式：N2H4～2Cu，n(N2H4)=n(Cu)=×=0.025mol，m(N2H4)=nM=0.025mol×32g/mol=0.8g，故答案為：粗銅的精煉；0.8。