Question

（1）肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，在常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．已知在101kPa時，1gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H₂O，放出19.5kJ熱量（25℃時），表示N₂H₄燃燒熱的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式：

 

；負極的電極反應(yīng)式：

 

．
（3）如圖是一個電解過程示意圖．
①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：

 

．
②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質(zhì)量變化為128g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣

 

L（假設(shè)空氣中氧氣體積分數(shù)為20%）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）1mol肼完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，據(jù)此書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣；
（3）①鋅為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算需要空氣的體積．

解答： 解：（1）1mol肼完全燃燒生成液態(tài)水放出19.5kJ×32=624kJ熱量，該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（1）△H=-624kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ?mol^-1；
（2）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣，電極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（3）①鋅為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，當銅片的質(zhì)量變化128g，失去電子的物質(zhì)的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案為：112．

點評：本題考查了原電池和電解池原理及物質(zhì)的量的計算，根據(jù)各個電極上得失電子書寫電極反應(yīng)，再結(jié)合電極反應(yīng)式進行有關(guān)計算，題目難度中等．