Question

【題目】(1)工業上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以進一步制備聯氨(N2H4)等。由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其離子反應方程式為___________，有學者探究用電解法制備的效率，裝置如圖，試寫出其陰極電極反應式__________________；

(2)某種鉛酸蓄電池具有廉價、長壽命、大容量的特點，它使用的電解質是可溶性的甲基磺酸鉛，電池的工作原理：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O充電時，陽極的電極反應式為_________；

(3)乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料，工業生產乙醇(CH3CH2OH)的一種反應原理為：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol

己知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol

以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成乙醇，并放出熱量，寫出該反應的熱化學反應方程式：___________。

(4)如圖是一個電化學過程的示意圖。

請回答下列問題：

寫出通入CH3OH的電極的電極反應式______。

②乙池中C棒電極反應的方程式為__________________，當乙池中B極質量增加10.8g，此時丙池中析出3.2g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是______(填序號)

A．MgSO4溶液 B．CuSO4溶液 C．NaCl溶液 D．AgNO3溶液

Answer 1

【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- O2+4e-=2O2- Pb2++2H2O-2e- =PbO2+4H+ 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O 2H2O-4e－=O2↑+4H+ BD

【解析】

根據裝置特點判斷是原電池還是電解池，根據原電池和電解池原理分析正負極和陰陽極并書寫對應的電極反應式；根據蓋斯定律書寫熱化學方程式；根據二次電池的總反應，書寫電極反應；根據閉合回路中電子轉移守恒計算電極產物的量。

(1)根據題干信息知NH3被NaClO氧化生成N2H4，NaClO被還原生成Cl-，離子方程式為：2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl-；根據電解裝置分析知，陰極發生還原反應，元素化合價降低，裝置中左側為陰極，氧氣得電子生成氧離子，電極反應為：O2+4e-=2O2-，故答案為：2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl-；O2+4e-=2O2-；

(2)根據Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O分析得，充電時，陽極失電子，發生氧化反應，元素化合價升高，則電極反應式為：Pb2++2H2O-2e- =PbO2+4H+；

(3)根據蓋斯定律得：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H1=-akJ/mol I，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-bkJ/mol II，I-2×II得：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=△H1-2△H2=-(a-2b) kJ/mol；

(4)根據圖示，甲池為甲醇燃料電池，通入甲醇的電極為負極，發生氧化反應，因為電解質為KOH，所以氧化產物為碳酸鉀，電極反應式為：CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O；

②乙池為電解池，C棒連接電池的正極，陽極失電子發生氧化反應，根據放電順序，水失電子生成氧氣和氫離子，電極反應的方程式為： 2H2O-4e－=O2↑+4H+；乙池中B極反應為Ag++e－=Ag，質量增加10.8g，則轉移電子數為=0.1mol；丙池某電極析出3.2g金屬，說明丙池中電解質是含有氧化性較強的金屬陽離子在陰極得電子析出金屬，不可能是鎂離子和鈉離子的鹽溶液，則AC錯誤；此時轉移電子為0.1mol，若是二價金屬，金屬的摩爾質量是 ，所以電解質是含有銅離子的鹽溶液，則B正確；若是一價金屬，金屬的摩爾質量是32g/mol，但題目中沒說丙池鹽溶液足量，若AgNO3不足，只能電解出3.2gAg，之后一直電解水，所以D正確，故答案為：2H2O-4e－=O2↑+4H+；BD。