Question

肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，与氧气或氮氧化物反应均生成氮气和水，可作火箭燃料．
（1肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．该电池放电时，负极的电极反应式是

 

，电池的总反应式是

 

．
（2）如图是一个电化学装置示意图．用肼-空气燃料电池作此装置的电源．A是铂电极，B是石墨电极，C是稀硫酸，阴极的电极反应式是

 

．利用该装置可制得少量过氧化氢：在阳极上SO₄^2-被氧化成S₂O₈^2-（过二硫酸根离子）．S₂O₈^2-与H₂O反应生成H₂O₂，S₂O₈^2-+2H₂O═2SO₄^2-+H₂O₂+2H⁺．若要制取1mol H₂O₂，该燃料电池理论上需消耗

 

mol N₂H₄．

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）从作为燃料电池时，负极发生氧化反应的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；电池的总反应式即N₂H₄与氧气反应生成氮气和水；
（2）石墨电极与负极相连为阴极，阴极上氢离子得电子；根据串联电路中电子守恒计算．

解答： 解：（1）作为燃料电池时，负极发生氧化反应，电解质溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去电子被氧化生成N₂，其电极反应为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；电池的总反应式即N₂H₄与氧气反应生成氮气和水，其电池的总反应式为：N₂H₄+2H₂O=N₂+2H₂O；
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；N₂H₄+2H₂O=N₂+2H₂O；
（2）石墨电极与负极相连为阴极，阴极上氢离子得电子，其电极方程式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
     H₂O₂ ～S₂O₈^2-～2SO₄^2-～2e^-～

1

2

N₂H₄ 
    1mol                       0.5mol
则要制取1mol H₂O₂，该燃料电池理论上需消耗0.5molN₂H₄；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；0.5．

点评：本题考查原电池和电解池的工作原理，做题时注意两极上的变化，要会书写电极反应式，从质量守恒和电子守恒的角度做题，题目难度中等．