17.(12分)氢氧燃料电池是一种用氢气作为能源的电池。这种燃料电池的效率要比传统内
燃机的效率高很多,所以燃料电池
汽车(FCV)会有很高的效率。Schlesinger等人提出可用NaBH4与水反应制氢气: BH4-+2H2O=BO2-+4H2↑(反应实质为水电离出来的H+被还原)。该反应的产氢速率受外界条件影响。下表为pH和温度对NaBH4 半衰期的影响(半衰期是指反应过程中,某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间)。
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体系 pH[ |
不同温度下NaBH4的半衰期(min) |
|||
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0℃ |
25℃ |
50℃ |
75℃ |
|
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8 |
4. 32 ×100 |
6. 19 ×10-1 |
8. 64 ×10-2 |
1.22 ×10-2 |
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10 |
4. 32 ×102 |
6. 19 ×101 |
8. 64 ×100 |
1.22 ×100 |
|
12 |
4. 32 ×104 |
6. 19 ×103 |
8. 64 ×102 |
1.22 ×102 |
|
14 |
4. 32 ×106 |
6. 19 ×105 |
8. 64 ×104 |
1.22 ×104 |
根据要求回答下列问题:
(1)已知,NaBH4与水反应后所得溶液显碱性,则溶液中各离子浓度大小关系为_____________________。
(2)从上表可知,温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响?
答:
。
(3)反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响?
答: 。
(4)实验表明,将NaBH4溶于足量水,释放的H2比理论产量少得多
(即反应一段时间后有NaBH4剩余也不再反应)。其可能原因是
。