Question

【题目】LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。

（1）反应2LiBH4=2LiH＋2B＋3H2↑，生成22.4 L H2(标准状况)时，转移电子的物质的量为____mol。

（2）下图是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图，则：

Mg(s)＋2B(s)=MgB2(s) △H＝________。

（3）采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料，并对Al－LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究：

①如图为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。由图可知，下列说法正确的是____(填字母)。

a．25℃时，纯铝与水不反应

b．25℃时，纯LiBH4与水反应产生氢气

c．25℃时，Al－LiBH4复合材料中LiBH4含量越高，1000s内产生氢气的体积越大

②如图为25℃和75℃时，Al－LiBH4复合材料[ω(LiBH4)＝25%]与水反应一定时间后产物的X－射线衍射图谱(X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。

从图中分析，25℃时Al－LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是___________(填化学式)，产生Al(OH)3的化学方程式为_________________。

（4）如图是直接硼氢化钠－过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时，正极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)，负极的电极反应式为________________________。

Answer 1

【答案】2 －93 kJ·mol－1 ab LiBH4 2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑ 增大 BH4-－8e－＋8OH－=BO2-＋6H2O

【解析】

（1）LiBH4中氢元素化合价为-1价，生成1mol氢气转移电子2mol；

（2）能量由上到下分别为1、2、3、4，则该反应的焓变为－(1+3－2－4)= －93 kJ·mol－1；

（3）①a、图中当全为铝时气体为0，故纯铝与水不反应，故正确；

b、f线代表纯LiBH4与水反应产生氢气，故正确；

c、当材料含LiBH4为25%时（d线），产生氢气的量最多，故错误；

答案选ab；

②由图得出反应后已没有LiBH4，但存在大量铝，故其完全反应，与水完全反应的物质是LiBH4；铝部分反应（有氢氧化铝等铝的产物），反应化学方程式为2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑；

（4）右室双氧水得到电子为正极，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，故该极碱性增强，负极为BH4-－8e－＋8OH－=BO2-＋6H2O。