肼、氨燃料电池

2022-03-29 07:44:17 文档大全网 [ 字体：小中大 ] [ 阅读： ]

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燃料,电池
如图是氨氧燃料电池示意图，按照此图的提示，回答下列问题

(1)a电极作___极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为__________________； (2)反应一段时间后，电解质溶液的pH将____（填“增大”“减小”或“不变”）； (3)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol，试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：________________________； (4)若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上 97.5 g锌，理论上至少需要消耗氨气_____________L（标准状况）。 (1) 负；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

(2)减小

(3)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-1 266 kJ/mol (4)22. 4

肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，与氧气或氮的氧化物反应均可生成氮气和水，可用作火箭燃料。 (1)写出肼与一氧化氮反应的化学方程式： __________________________。

(2)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。该电池放电时，负极的电极反应式是__________________________。

(3)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为含有铁、银、金、碳等杂质的粗铜，B为纯铜，C为CuSO4。通电一段时间后，溶液中Cu2+的浓度将________________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②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_______________________________________。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1 mol H2O2，该燃料电池理论上需消耗_____________ mol N2H4。

(1) N2H4+2NO===2N2+2H2O

(2)N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O

(3)①减小；②2H++2e-===H2↑；0.5

于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如图所示电解实验可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。

（1）a电极材料应为，电极反应式为。（2）电解液c可以是（填编号）。

A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液

（3）d为一苯层，其作用为，在加入苯之前对c应作何简单处理？。

（4）若c中用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象是。解析：Fe(OH)2是借助反应Fe2++2OH-A、B选项，a极发生反应：Fe-2e-Fe(OH)2↓生成的。（1）只有以Fe作为阳极，才能通过电极反应Fe-2e-Fe2+,b极发生反应：2H++2e-Fe2+

提供Fe2+，故A电极材料应该是Fe。（2）OH-应该由电解质溶液提供或通过电解生成，C选项中的NaOH溶液符合要求；

H2↑，溶液中c(OH-)增大，符合题意。（3）为

了防止Fe(OH)2被O2氧化，除了利用电解产生的H2将液面上方的O2赶走，还应该预先加热电解质溶液除去其中溶解的O2，并滴入合适的试剂使电解质溶液与空气隔绝。（4）反接电源时，电解方程式是2H2O电解2H2↑+O2↑，生成的O2会将Fe(OH)2氧化，其现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。

答案：（1）Fe Fe-2e-Fe2+（2）ABC

（3）隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热c，以除去溶解的O2 （4）白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色