Question

1．（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N₂H₄在氧氣中完全燃燒有氮氣生成．N₂H₄完全燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O．
（2）圖1是一個電化學(xué)過程示意圖．
①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)是Cu²⁺+2e^-=Cu．
②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣112L（假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%）．
（3）傳統(tǒng)制備肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液．該反應(yīng)的離子方程式是ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O．
（4）1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marnellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺），實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨．其實驗裝置如圖2．則通入N₂的一極應(yīng)與外接直流電的負極相連．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H₂O，寫出其相應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）①鋅為陰極，銅離子得電子生成銅；
②銅片的質(zhì)量變化128g，n（Cu）=2mol，陰極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，肼一空氣燃料電池在堿性環(huán)境下的正極反應(yīng)式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，結(jié)合2Cu～O₂計算；
（3）NaClO氧化NH₃可以制得肼，還生成氯化鈉；
（4）合成氨反應(yīng)中氮氣被還原，則應(yīng)為電解池的陰極．

解答 解：（1）因為N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H₂O，所以其化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，
故答案為：N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O；
（2）①鋅為陰極，銅離子得電子生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②銅片的質(zhì)量變化128g，n（Cu）=2mol，陰極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，則轉(zhuǎn)移4mol電子，肼一空氣燃料電池在堿性環(huán)境下的正極反應(yīng)式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，則消耗1mol氧氣，體積為22.4L，空氣中氧氣體積含量為20%，則消耗空氣的體積為$\frac{22.4L}{20%}$=112L，
故答案為：112；
（3）NaClO氧化NH₃可以制得肼的離子方程式為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O，
故答案為：ClO^-+2NH₃=N₂H₄+Cl^-+H₂O；
（4）合成氨反應(yīng)中氮氣被還原，則應(yīng)為電解池的陰極，與電源的負極相連，故答案為：負．

點評 本題綜合考查原電池、電解池知識，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析、計算能力的考查，注意把握反應(yīng)的原理，難度不大．