Question

【題目】（1）工業(yè)上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以進(jìn)一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其離子反應(yīng)方程式為______________________，有學(xué)者探究用電解法制備的效率，裝置如圖，試寫(xiě)出其陽(yáng)極電極反應(yīng)_________________________；

（2）乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料，工業(yè)生產(chǎn)乙醇(CH3CH2OH)的一種反應(yīng)原理為：2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，己知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成氣態(tài)乙醇及水蒸氣，并放出熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式： _______________________________。

（3）如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)為_______________。 此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)_____(填“大于”“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)_______導(dǎo)出。

③電解過(guò)程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因______________________。

Answer 1

【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- 2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol 2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于 D H2O H＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動(dòng)，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

（1）該反應(yīng)中次氯酸鈉作氧化劑，氨氣作還原劑，注意產(chǎn)物聯(lián)氨中的氮元素化合價(jià)為-2價(jià)，離子方程式為：；裝置圖左側(cè)發(fā)生氨氣的氧化反應(yīng)，因此左側(cè)是陽(yáng)極，發(fā)生的反應(yīng)為：；

（2）根據(jù)已有的兩個(gè)方程式，可以發(fā)現(xiàn)若用①式減去兩倍的②式，即可得到用與作原料的反應(yīng)方程式，據(jù)此可寫(xiě)出熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：；

（3）①該裝置左側(cè)為陽(yáng)極，右側(cè)為陰極，因此中的鉀離子可穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向陰極，硫酸根離子可穿過(guò)陰離子交換膜移向陽(yáng)極，從而起到凈水的作用。同時(shí)左側(cè)可以得到更多的硫酸，右側(cè)可以得到更多的氫氧化鉀。陽(yáng)極反應(yīng)為；因?yàn)?/span>帶2個(gè)負(fù)電荷而只帶1個(gè)正電荷，因此若要保證溶液中時(shí)刻電中性，穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜的數(shù)量應(yīng)該是陰離子交換膜的的兩倍；

②根據(jù)裝置圖可以看出B、C兩個(gè)口是用來(lái)導(dǎo)出氣體產(chǎn)物的，A、D兩個(gè)口是用來(lái)導(dǎo)出液體產(chǎn)物的，而氫氧化鉀在右側(cè)產(chǎn)生，則應(yīng)從D口導(dǎo)出；

③正常情況下水電離出等量的和，但是陰極附近不斷放電被消耗，導(dǎo)致電離平衡正向移動(dòng)，于是堿性不斷增強(qiáng)。