问题 问答题

肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,故可以用作火箭燃料.

(1)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol

2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol

则32g肼完全燃烧得到气态产物时放出热量______kJ.

(2)肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液.该电池放电时,正极的电极反应式是______,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将______(填“增大”、“减小”、“不变”).

(3)如图是一个电化学装置示意图.用肼--空气燃料电池做此装置的电源.

①如果A为含有锌、银、金三种杂质的粗铜,B为纯铜,C为CuSO4.该装置的实际意义是______.

②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是AgNO3溶液,电解的离子方程式为______,若______ 极(填A或B)增重10.8g,该燃料电池理论上消耗______molN2H4

答案

(1)已知①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol,

②2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol,

利用盖斯定律将

①+②
2
可得:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol,

n(N2H4)=

32g
32g/mol
=1mol,

则32g肼完全燃烧得到气态产物时放出热量为1mol×534kJ/mol=534kJ,

故答案为:534;  

(2)肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池工作时,正极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,电池总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O,由总反应式可知,反应生成水,OH-浓度减小,则pH减小,

故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;减小;

(3)①如果A为含有锌、银、金三种杂质的粗铜,B为纯铜,C为CuSO4,则电解池工作时,阴极生成铜,阳极消耗粗铜,应为铜的精炼装置,

故答案为:精炼粗铜; 

②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是AgNO3溶液,在阴极上析出Ag,电极反应式为Ag++e-=Ag,

阳极上OH-被氧化生成O2,电极反应式为4OH-=O2+2H2O+4e-,总反应式为4AgNO3+2H2O

 通电 
.
 
4Ag+4HNO3+O2↑,

n(Ag)=

10.8g
108g/mol
=0.1mol,得到0.1mol电子,由N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O可知,需要n(N2H4)=
0.1mol
4
=0.025mol,

故答案为:4AgNO3+2H2O

 通电 
.
 
4Ag+4HNO3+O2↑;B;0.025mol.

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