Question

5．H₂在工农业生产过程中有着重要的作用．
（1）工业上用电解饱和食盐水的方法制取H₂，该反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑
（2）如图1是为LiBH₄/MgH₂体系放氢焓变示意图，

则由LiH、B与H₂反应得到LiBH₄的热化学方程式为2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1．
（3）图2为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH₄复合材料与水反应产生H₂体积随时间变化关系图．下列说法正确的是ABC（填字母）．
A．25℃，无LiBH₄时，Al与水不反应
B．25℃，纯LiBH₄与水反应产生氢气
C．25℃，Al-LiBH₄复合材料与水反应时，Al也参与了反应
D．25℃，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，反应得到氢气越多
（4）图3是LiBH₄-H₂O₂-LiOH燃料电池示意图．A、B皆为惰性电极，左右池间有阳离子交换膜．该电池工作时，正极附近溶液的[OH^-]增大．（填“增大”、“减小”或“不变”），负极的电极反应式为BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O．外电路中每通过1mol 电子，将消耗17g过氧化氢．

Answer 1

分析 （1）工业用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，同时生成H₂和Cl₂；
（2）由图可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①，据此反应得到；
（3）A．因为由图LiBH₄含量为0时，氢气的体积为0，故25℃时，纯铝与水不反应，；
B．负一价的氢与正一价的氢发生归中反应生成氢气，LiBH₄+4H₂O=LiB（OH）₄+4H₂↑；
C．图象可知f是纯净LiBH₄，bcd是每克不同配比的Al-LiBH₄复合材料生成氢气变化，据此分析；
D．由图可知25℃时，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越小；
（4）如图3正极是阳离子流向的一极，即过氧化钠所在的一极，发生还原反应，负一价的氧得电子生成氧负离子，跟水结合成氢氧根离子，溶液的pH增大，负极发生还原反应，注意是碱性介质，结合电极反应和电子守恒计算消耗过氧化氢质量．

解答 解：（1）工业用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，同时生成H₂和Cl₂，化学方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（2）由图可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiBH₄（s）+Mg（s））+H₂（g）△H=+76 kJ•mol^-1②
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）△H=+183 kJ•mol^-1③
依据①得到2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1，
故答案为：2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1；
（3）A．25℃时，纯铝与水不反应，因为由图LiBH₄含量为0时，氢气的体积为0，故A选；
B．25℃时，纯LiBH₄与水反应产生氢气，负一价的氢与正一价的氢发生归中反应生成氢气，故B选；
C．图象可知f是纯净LiBH₄，bcd是每克不同配比的Al-LiBH₄复合材料生成氢气变化量可知比纯净LiBH₄放出氢气多说明氯参加反应，故C正确；
D．由图可知25℃时，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越小，故D不选；
故答案为：ABC；
（4）如图3正极是阳离子流向的一极，即过氧化钠所在的一极，发生还原反应，负一价的氧得电子生成氧负离子，跟水结合成氢氧根离子，为：H₂O₂+2e^-=2OH^-，电极反应溶液的pH增大，负极发生还原反应，注意是碱性介质，电极反应式为：BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O，外电路中每通过1mol 电子消耗过氧化氢0.5mol，质量=0.5mol×34g/mol=17g，
故答案为：增大；BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O；17；

点评 本题考查元素化合物知识，涉及热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，电化学知识，主要是图象变化的特征分析判断，综合性非常强，题目难度中等．