题目内容

I.肼(N2H4)又称联氨,常温时是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.
(1)已知在25℃101kPa时,16gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出312kJ的热量,则N2H4完全燃烧的热化学方程式是
 
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Ⅱ.如图所示,某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)-─空气燃料电池(如图甲)并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜.根据要求回答相关问题:

(2)甲装置中正极的电极反应式为
 
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(3)检验乙装置中石墨电极反应产物的方法是
 
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(4)如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g,则理论上甲装置中肼消耗质量为
 
 g.
Ⅲ.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命.该研究性学习小组又以肼(N2H4)-空气燃料电池为电源对铝材表面进行如下处理:

(5)流程⑤中以铝材为阳极,在H2SO4 溶液中电解,最终可在铝材表面形成氧化膜,该电解的阳极电极反应式为
 
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(6)取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,其反应的离子方程式是
 
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考点:原电池和电解池的工作原理,热化学方程式,电解原理
专题:
分析:(1)依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应量的反应热些出热化学方程式;
(2)正极上氧化剂得电子发生还原反应;
(3)乙装置中石墨上是氯离子放电生成氯气,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝;
(4)根据转移电子相等,列出关系式:N2H4~2Cu进行分析求解;
(5)阳极上铝失电子和水反应生成氧化铝;
(6)铝失电子生成铝离子进入溶液,铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀.
解答: 解:(1)16.0g气态肼(N2H4)物质的量为0.5mol,在氧气中完全燃烧生成氮气和水,放出热量312kJ,1mol气态肼(N2H4)燃烧放热614KJ,反应的热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol,故答案为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol;
(2)正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(3)乙装置中石墨上是氯离子放电生成氯气,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝,故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近石墨电极,观察是否变蓝;
(4)根据关系式:N2H4~2Cu
                32   128
                m    3.2g 
则m=
32×3.2g
128
=0.8g,故答案为:0.8;
(5)阳极上铝失电子和水反应生成氧化铝和氢离子,电极反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;故答案为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;
(6)铝失电子生成铝离子进入溶液,铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑.
点评:本题考查热化学方程式的书写、原电池原理和离子反应方程式的书写,明确原电池正负极的判断方法及各个电极上发生的反应、离子方程式书写规则即可解答,题目难度不大.
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