Question

【题目】（1）工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为______________________，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应_________________________；

（2）乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：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)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇及水蒸气，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式： _______________________________。

（3）如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为_______________。 此时通过阴离子交换膜的离子数_____(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)_______导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因______________________。

Answer 1

【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- 2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol 2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于 D H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

（1）该反应中次氯酸钠作氧化剂，氨气作还原剂，注意产物联氨中的氮元素化合价为-2价，离子方程式为：；装置图左侧发生氨气的氧化反应，因此左侧是阳极，发生的反应为：；

（2）根据已有的两个方程式，可以发现若用①式减去两倍的②式，即可得到用与作原料的反应方程式，据此可写出热化学反应方程式为：；

（3）①该装置左侧为阳极，右侧为阴极，因此中的钾离子可穿过阳离子交换膜移向阴极，硫酸根离子可穿过阴离子交换膜移向阳极，从而起到净水的作用。同时左侧可以得到更多的硫酸，右侧可以得到更多的氢氧化钾。阳极反应为；因为带2个负电荷而只带1个正电荷，因此若要保证溶液中时刻电中性，穿过阳离子交换膜的数量应该是阴离子交换膜的的两倍；

②根据装置图可以看出B、C两个口是用来导出气体产物的，A、D两个口是用来导出液体产物的，而氢氧化钾在右侧产生，则应从D口导出；

③正常情况下水电离出等量的和，但是阴极附近不断放电被消耗，导致电离平衡正向移动，于是碱性不断增强。