Question

16．硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上一般以氨氣為原料來制備硝酸．請(qǐng)回答：
（1）氨氣催化氧化的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）氨氣若在純氧中燃燒，則發(fā)生反應(yīng)為4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣-氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為4NH₃+12OH^--12e=2N₂+12H₂O．
（3）納米級(jí)Cu₂O具有優(yōu)良的催化性能，制取Cu₂O的方法有：
①加熱條件下用液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制Cu（OH）₂制備納米級(jí)Cu₂O，同時(shí)放出N₂．該制法的化學(xué)方程式為4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+6H₂O．
②用陰離子交換膜控制電解液中OH^-的濃度制備納米Cu₂O，反應(yīng)為2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，如圖所示．該電解池的陽極反應(yīng)式為2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O．

Answer 1

分析 （1）NH₃與O₂在催化劑、加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成NO和H₂O；
（2）根據(jù)燃料電池中，燃料做負(fù)極，氧氣作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極的電極反應(yīng)；
（3）①根據(jù)“液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制Cu（OH）₂來制備納米級(jí)Cu₂O，同時(shí)放出N₂”來書寫化學(xué)方程式；
②在電解池的陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）NH₃與O₂在催化劑、加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成NO和H₂O：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）燃料電池中，燃料做負(fù)極，則通入氨氣的電極是負(fù)極，堿性條件下，總反應(yīng)：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，正極的電極反應(yīng)：3O₂↑+6H₂O+12e^-=12OH^-，負(fù)極的電極反應(yīng)式為4NH₃+12OH^--12e=2N₂+12H₂O，故答案為：負(fù)極；4NH₃+12OH^--12e=2N₂+12H₂O；
（3）①根據(jù)題目信息：液態(tài)肼（N₂H₄）還原新制Cu（OH）₂來制備納米級(jí)Cu₂O，同時(shí)放出N₂，得出化學(xué)方程式為：4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+6H₂O，故答案為：4Cu（OH）₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+6H₂O；
②在電解池中，當(dāng)陽極是活潑電極時(shí)，該電機(jī)本身發(fā)生失電子得還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O，故答案為：2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了熱化學(xué)方程式的書寫、電極反應(yīng)的書寫，難度不大，根據(jù)課本知識(shí)即可完成．