Question

I．肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，常溫時是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．
（1）已知在25℃101kPa時，16gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出312kJ的熱量，則N₂H₄完全燃燒的熱化學方程式是

 

．
Ⅱ．如圖所示，某研究性學習小組利用上述燃燒原理設(shè)計一個肼（N₂H₄）-─空氣燃料電池（如圖甲）并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜．根據(jù)要求回答相關(guān)問題：

（2）甲裝置中正極的電極反應式為

 

．
（3）檢驗乙裝置中石墨電極反應產(chǎn)物的方法是

 

．
（4）如果電解后丙裝置精銅質(zhì)量增加3.2g，則理論上甲裝置中肼消耗質(zhì)量為

 

 g．
Ⅲ．對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．該研究性學習小組又以肼（N₂H₄）-空氣燃料電池為電源對鋁材表面進行如下處理：

（5）流程⑤中以鋁材為陽極，在H₂SO₄ 溶液中電解，最終可在鋁材表面形成氧化膜，該電解的陽極電極反應式為

 

．
（6）取少量廢電解液，加入NaHCO₃溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，其反應的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,熱化學方程式,電解原理

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應量的反應熱些出熱化學方程式；
（2）正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應；
（3）乙裝置中石墨上是氯離子放電生成氯氣，檢驗氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等，列出關(guān)系式：N₂H₄～2Cu進行分析求解；
（5）陽極上鋁失電子和水反應生成氧化鋁；
（6）鋁失電子生成鋁離子進入溶液，鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀．

解答： 解：（1）16.0g氣態(tài)肼（N₂H₄）物質(zhì)的量為0.5mol，在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量312kJ，1mol氣態(tài)肼（N₂H₄）燃燒放熱614KJ，反應的熱化學方程式為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，故答案為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（2）正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）乙裝置中石墨上是氯離子放電生成氯氣，檢驗氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍，故答案為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近石墨電極，觀察是否變藍；
（4）根據(jù)關(guān)系式：N₂H₄～2Cu
                32   128
                m    3.2g 
則m=

32×3.2g

128

=0.8g，故答案為：0.8；
（5）陽極上鋁失電子和水反應生成氧化鋁和氫離子，電極反應式為2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；故答案為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；
（6）鋁失電子生成鋁離子進入溶液，鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

點評：本題考查熱化學方程式的書寫、原電池原理和離子反應方程式的書寫，明確原電池正負極的判斷方法及各個電極上發(fā)生的反應、離子方程式書寫規(guī)則即可解答，題目難度不大．