Question

【题目】（1）已知在101 kPa时，32.0 g N2H4（液态）在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624 kJ(25 ℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是__________________。

（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。肼空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是______________________________________；

负极的电极反应式是______________________________________。

（3）如图是一个电解过程示意图。

①锌片上发生的电极反应式是_______________________________。

②假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化为128 g，则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。

Answer 1

【答案】 N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－624 kJ·mol－1 O2＋2H2O＋4e－===4OH－　 N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 112

【解析】(1)32.0g肼的物质的量为1mol，1molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol，故答案为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol；

(2)燃料电池中，正极上是氧气发生得电子的还原反应，在碱性环境下，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，负极上肼失去电子生成氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；

(3)①锌为阴极，发生还原反应生成铜，电极方程式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；

②电解硫酸铜溶液时，铜电极上铜失电子发生氧化反应，当铜片的质量变化128g，失去电子的物质的量=×2=4mol，1mol氧气生成-2价氧元素得到4mol电子，则需要空气的体积==112L，故答案为：112。