Question

【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。

(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________，

肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。

(3)当反应生成14.4 g Cu2O时，至少需要肼________ mol。

Answer 1

【答案】B 阴 0.05

【解析】

(1)燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A极为负极，B极为正极；图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu2O，则D极作阳极接电池正极(B极)，铜被氧化；阳极反应为2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2O，反应消耗OH-，采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动；

答案为B；阴；

(2)根据上述分析，阳极反应为2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2O；肼燃料电池中A极肼(N2H4)失电子在碱性条件下生成氮气和水，发生的电极反应为N2H4-4e-+4OH- =N2+4H2O；

(3)根据电极反应2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2O和N2H4-4e-+4OH- =N2+4 H2O可知，Cu2O与N2H4、e-的数量关系式为2Cu2O~ N2H4~4 e-，当反应生成14.4 g （0.1mol）Cu2O时，至少需要肼为0.05mol。