Question

【題目】（1）已知在101kPa時，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出熱量624kJ（25℃時），N2H4完全燃燒的熱化學(xué)方程式是____________________________________。

（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：

正極的電極反應(yīng)式是_________________________；

負極的電極反應(yīng)式是_________________________。

（3）右圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________。

②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化為128g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L（假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%）。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H =-624 kJ·mol-1 O2+2H2O+4e-=4OH- N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ Cu2++2e-=Cu 112

【解析】(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，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e-=4OH-，負極上肼失去電子生成氮氣，電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，故答案為：2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；

(3)①鋅為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極方程式為Cu2++2e-=Cu，故答案為：Cu2++2e-=Cu；

②電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)銅片的質(zhì)量變化128g，失去電子的物質(zhì)的量=×2=4mol，1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積==112L，故答案為：112。