Question

10．某N₂H₄（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示．

①M区发生的电极反应式为N₂H₄-4e^-═N₂↑+4H⁺．
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N₂H₄的质量为0.5g（假设溶液电解前后体积不变）．

Answer 1

分析 ①左端为负极，在酸性电解质中失去电子生成氮气和氢离子；②该燃料电池的能量利用率为80%，即电池转移电子的80%=电解中转移电子，结合电子转移守恒计算．

解答 解：①由氢离子的移动方向可知，M区为负极，发生的电极反应式为N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案为：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
②用惰性电极，电解饱和KCl总的电极反应式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，pH值变为13时，c（OH^-）=0.1mol/L，n（OH^-）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
N₂H₄～4e^-～4OH^-
32g       4mol
x×80%  0.05mol，
解得x=0.5g，
故答案为：0.5．

点评 本题考查电化学原理及计算等，综合性较强，侧重化学反应原理中高频考点的考查，题目难度中等．