Question

【题目】（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa、25℃时，16 gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量312 kJ。N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。

（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 。负极的电极反应方程式是 。

（3）下图是一个电化学过程示意图。

① 锌片上发生的电极反应方程式是 。

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128g，则肼一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含量为20%）

（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是 。

（5）将0．3 mol AgNO3、0．4 mol Cu(NO3)2和0．1mol KCl溶于水配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，当阴极生成0．1mol气体时，此时，另一极上的气体体积(标准状况)为 。

Answer 1

【答案】（1）N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（l） △H=－624KJ/mol；

（2）O2+2H2O+4e－=4OH－；N2H4+4OH—-4e－=N2+4H2O；

（3）①Cu2＋＋2e－=Cu；②112；（4）2NH3+ClO－=N2H4+Cl－+H2O （5） 6．72L

【解析】

试题分析：（1）16gN2H4的物质的量是0．5mol，所以1molN2H4完全燃烧生成氮气和液态水放出的热量是624kJ，则N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是N2H4（1）+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=－624．0kJ/mol；

（2）燃料电池中正极发生还原反应，元素的化合价降低，所以是氧气发生还原反应，结合电解质溶液，正极反应的电极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－；负极则是燃料发生反应，根据（1）判断N2H4的氧化产物是氮气，所以负极反应式为N2H4+4OH－－4e－=4H2O+N2↑；

（3）①该装置是电解池装置，Zn是阴极，发生还原反应，所以是铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－＝Cu；

②铜片作阳极，发生氧化反应，所以Cu片逐渐溶解，质量减少128g，即Cu的物质的量减少2mol，失去电子4mol，根据整个过程满足得失电子守恒规律，所以氧气得电子的物质的量也是4mol，根据O2 +4e－+2H2O=4OH－可知需要氧气得物质的量是1mol，标准状况下的体积是22．4L，空气中氧气体积含量为20%，所以需要空气的体积是22．4L/20%=112L；

（4）NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液，则Cl元素被还原为氯离子，根据元素守恒，产物中还有水生成，离子方程式为ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O。

（5）Ag+和Cl-反应生成AgCl沉淀，反应后溶液中存在0．4molCu2+、0．1molK＋、0．2molAg＋、1．1molNO3－，阴极生成0．1mol气体，这说明溶液中的铜离子和银离子完全放电，然后是氢离子放电，则转移电子是0．4mol×2＋0．2mol＋0．1mol×2＝1．2mol，则根据阳极反应4OH--4e-=O2+2H2O可知转移1．2mol电子，生成0．3molO2，则气体的体积为0．3mol×22．4L/mol＝6．72L。