Question

6．肼（N₂H₆）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．
（1）101kPa，32.0g N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出熱量624kJ（25℃時），N₂H₄完全燃燒的熱化學(xué)方程式是：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ/mol
（2）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．肼-空氣燃料電池放電時其負(fù)極的電極反應(yīng)式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．
（3）如圖是一個電化學(xué)過程示意圖．
①鉑片上發(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的電源，銅片質(zhì)量變化128g，則肼-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)空氣中氧氣的體積含量為20%）．
（4）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．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)肼和反應(yīng)熱的關(guān)系計算出其燃燒熱，并寫出其相應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（2）燃料電池中，負(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①電解池的陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
②根據(jù)電極反應(yīng)，結(jié)合電子守恒和空氣的組成情況來回答；
（4）NaClO氧化NH₃可以制得肼，還生成氯化鈉．

解答 解：（1）32.0g肼的物質(zhì)的量為1mol，1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣放出熱量624kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ/mol；
（2）燃料電池中，負(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下的反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）①與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，在陰極上銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②銅片上的電極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu，Cu的質(zhì)量變化128g，根據(jù)電極反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為4mol，根據(jù)反應(yīng)N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時，消耗氧氣的物質(zhì)的量是1mol，氧氣的體積是空氣體積的五分之一，所以消耗空氣的體積是5mol，即112L，
故答案為：112；
（4）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．

點評 本題綜合考查熱化學(xué)和電化學(xué)知識，側(cè)重考查學(xué)生的分析和解決問題的能力，明確電極反應(yīng)式的書寫是解題關(guān)鍵，題目難度中等．