题目内容

5．（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，可用作燃料．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，反应生成一种可以参与大气循环的气体．该电池放电时，负极的电极反应式是：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑．
（2）如图所示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．
①如果A是铂电极，B是石墨电极，C是硫酸，阴极的 电极反应式是：2H++2e-=H2↑．
②利用该装置可制得少量过氧化氢：在阳极上SO42-被氧化成S2O82-（过二硫酸根离子），S2O82-与H2O反应生成H2O2（S2O82-+2H2O═2SO42-+H2O2+2H+）．若要制取1mol H2O2，该燃料电池理论上需消耗0.5mol N2H4．

分析 （1）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，正极氧气得电子发生还原反应；
（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）肼-氧气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，正极发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；
（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 ～S2O82-～2SO42-～2e-～$\frac{1}{2}$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．

练习册系列答案
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5．向 0.1mol/L 醋酸溶液中加水稀释，下列变化叙述错误的是（　　）
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6．对下列事实的解释正确的是（　　）
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B．分别用盛满HCl气体和盛满NO2气体的烧瓶做喷泉实验，喷泉结束后，所得溶液的物质的量浓度相同
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13．将Zn片放入CuSO4溶液中，过一段时间取出，洗净、烘干，称量Zn片减轻2g，则生成128克Cu，即生成的铜为2mol．
20．实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，以防止发生反应：（离子方程式）SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
10．某小组为研究电化学原理，设计如图装置．下列叙述正确的是（　　）
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为：Fe-3e-═Fe3+
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b用导线连接后，铁片上发生还原反应，溶液中铜离子向铜电极移动
17．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分为H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤（图1）转化为合成氨的原料．

（1）步骤I，CO变换反应的能量变化如图2所示：
①CO变换反应的热化学方程式是CO（g）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=-36kJ/mol．
②一定条件下，向体积固定的密闭容器中充入aL半水煤气，发生CO变换反应．测得不同温度（T1，T2）氢气的体积分数ψ（H2）与时间的关系如下所示．
i．T1、T2的大小关系及判断理由是T2＞T1，相同条件下，温度越高反应速率越快，达到化学平衡状态的时间越短．
ii．请在图3中画出：其他条件相同时，起始充入0.5aL半水煤气，T2温度下氢气的体积分数ψ（ H2）随时间的变化曲线．
（2）步骤Ⅱ，用饱和Na2CO3溶液作吸收剂脱除CO2时，初期无明显现象，后期有固体析出．
①溶液中离子浓度关系正确的是ac（选填字母）．
a．吸收前：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）
b．吸收初期：2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）=c（Na+）
c．吸收全进程：c（Na+）+c（ H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
②后期析出固体的成分及析出固体的原因是碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小，依据反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，水的质量减小，溶质质量增大．
③当吸收剂失效时，请写出一种可使其再生的方法（用化学方程式表示）：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
14．金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用．
（1）二硫化钼（MoS2）是重要的固体润滑剂．
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3，并充入0.4molH2，
发生反应：MoS2（s）+2Na2CO3（s）+4H2（g）?Mo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2S（s）△H=akJ•mol-1，测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图1所示．

①a＞0（填“＜”“＞”“=”，下同）．
②容器内的总压：P点＜Q点．
③P点对应温度下，H2的平衡转化率为50%，平衡常数K=0.0025．
（2）辉铜矿（主要成分是Cu2S）在冶炼过程中会产生大量的SO2．已知冶炼过程中部分反应为：
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15．H2 能在Cl2中燃烧生成 HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2． 图为H2、Cl2和HCl 三者相互转化的微观过程示意图，下列属于吸热过程的是 （　　）
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