Question

5．（1）肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性液體，可用作燃料．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，反應(yīng)生成一種可以參與大氣循環(huán)的氣體．該電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式是：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．
（2）如圖所示是一個(gè)電化學(xué)裝置示意圖．用肼-空氣燃料電池作此裝置的電源．
①如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是硫酸，陰極的 電極反應(yīng)式是：2H⁺+2e^-=H₂↑．
②利用該裝置可制得少量過氧化氫：在陽極上SO₄^2-被氧化成S₂O₈^2-（過二硫酸根離子），S₂O₈^2-與H₂O反應(yīng)生成H₂O₂（S₂O₈^2-+2H₂O═2SO₄^2-+H₂O₂+2H⁺）．若要制取1mol H₂O₂，該燃料電池理論上需消耗0.5mol N₂H₄．

Answer 1

分析 （1）肼-氧氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）石墨電極與負(fù)極相連為陰極，陰極上氫離子得電子；根據(jù)串聯(lián)電路中電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）肼-氧氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)猓�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：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（2）石墨電極與負(fù)極相連為陰極，陰極上氫離子得電子，其電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
     H₂O₂ ～S₂O₈^2-～2SO₄^2-～2e^-～$\frac{1}{2}$N₂H₄ 
    1mol                                      0.5mol
則要制取1mol H₂O₂，該燃料電池理論上需消耗0.5molN₂H₄；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池的工作原理，做題時(shí)注意兩極上的變化，要會(huì)書寫電極反應(yīng)式，從質(zhì)量守恒和電子守恒的角度做題，題目難度中等．