Question

肼（N₂H₄）是火箭发射常用的燃料．
（1）最新实验研究用肼还原新制Cu（0H）₂可制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂．请写出该制法的化学反应方程式

 

，当反应中转移0.2mol电子时，可制得Cu₂O的质量为

 

．
（2）一种以肼（N₂H₄）为燃料的电池装置如图所示．该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料，以提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质．
①负极上发生的电极反应为

 

；
②电池工作时产生的电流从

 

电极经过负载后流向

 

电极（填“左侧”或“右侧”）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）肼还原新制Cu（0H）₂可制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂，结合质量守恒书写方程式，结合元素化合价的变化计算；
（2）该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，电池总反应为：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，结合离子的移动方向、电流的方向分析解答．

解答： 解：（1）肼还原新制Cu（0H）₂可制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂，则反应的方程式为N₂H₄+4Cu（OH）₂═2Cu₂O+N₂+6H₂O，
反应中Cu元素化合价由+2价降低到+1价，则当反应中转移0.2mol电子时，可生成0.1molCu₂O，质量为0.1mol×144g/mol=14.4g，
故答案为：N₂H₄+4Cu（OH）₂═2Cu₂O+N₂+6H₂O；14.4g；
（2）①通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O；
②原电池工作时，电流由正极经导线流向负极，则由右侧流向左侧，故答案为：右侧；左侧．

点评：本题考查了燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，注意电流的方向和电子的流向相反，难度不大．