Question

如下圖裝置所示，是用氫氧燃料電池B進行的某電解實驗：

（1）若電池B使用了亞氨基鋰（Li₂NH）固體作為儲氫材料，其儲氫原理是：
Li₂NH＋H₂＝LiNH₂＋LiH ，則下列說法中正確的是         。

A．Li2NH中N的化合價是－1

B．該反應中H2既是氧化劑又是還原劑

C．Li＋和H＋的離子半徑相等

D．此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同

（2）在電池B工作時：
① 若用固體Ca(HSO₄)₂為電解質傳遞H^＋，則電子由　    　極流出，H^＋向      極移動。(填“a”或“b ”)
② b極上的電極反應式為：          
③ 外電路中，每轉移0.1 mol電子，在a極消耗        L的H₂（標準狀況下）。
（3）若A中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCl溶液，則B工作時：
① 電解池中X極上的電極反應式是       。在X極這邊觀察到的現象是        。
② 檢驗Y電極上反應產物的方法是         。
③ 若A中其它均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可實現的實驗目的是        。

Answer 1

（1）B（2）①a，b ② O₂ + 4H⁺ + 4e- = 2H₂O ③ 1.12（3）① 2H⁺+2e- = H₂↑，溶液變紅 ② 用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂氣 ③ 制Fe(OH)₂

試題分析：（1）A、Li₂NH中N的化合價為-3價，故A錯誤；B、反應中H₂分別生成LiNH₂和LiH，LiNH₂中H為+1價，LiH中H的化合價為-1價，反應中H₂既是氧化劑又是還原劑，故B正確C、LiH中的陽離子和陰離子核外電子排布相同，核電核數越大，半徑越小，則陽離子半徑小于陰離子半徑，故C錯誤；D、此法儲氫是利用氧化還原反應將H₂轉化為固體材料，發生化學變化，而鋼瓶儲氫將氫液化，為物理變化，原理不同，故D錯誤（2）①通入氫氣的電極為電池的負極，發生氧化還原反應，反應為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的電極為電池的正極，發生氧化反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質溶液中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極②b極為正極，發生氧化反應，電極反應O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O③轉移電荷守恒，由題意知每轉移2mol電子消耗1mol H₂，即每轉移0.1mol電子，在a極消耗0.05mol H₂，即1.12L H₂（3）由題意知，a端為電源負極，b端為電源正極①電解飽和食鹽水中和電源的負極a端相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中H⁺離子濃度減小，堿性增強，酚酞變紅②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發生失電子的氧化反應，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑生成產物為氯氣，檢驗方式為用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂氣③Y極發生失去電子的氧化反應化合價升高，鐵生成亞鐵離子，溶液中有大量氫氧根離子和亞鐵離子結合生成氫氧化亞鐵沉淀，故其目的為制Fe(OH)₂。