Question

10．某N₂H₄（肼或聯(lián)氨）燃料電池（產(chǎn)生穩(wěn)定、無(wú)污染的物質(zhì)）原理如圖1所示．

①M(fèi)區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-═N₂↑+4H⁺．
②用上述電池做電源，用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液（電極均為惰性電極），設(shè)飽和氯化鉀溶液體積為500mL，當(dāng)溶液的pH值變?yōu)?3時(shí)（在常溫下測(cè)定），若該燃料電池的能量利用率為80%，則需消耗N₂H₄的質(zhì)量為0.5g（假設(shè)溶液電解前后體積不變）．

Answer 1

分析 ①左端為負(fù)極，在酸性電解質(zhì)中失去電子生成氮?dú)夂蜌潆x子；②該燃料電池的能量利用率為80%，即電池轉(zhuǎn)移電子的80%=電解中轉(zhuǎn)移電子，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算．

解答 解：①由氫離子的移動(dòng)方向可知，M區(qū)為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺，故答案為：N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺；
②用惰性電極，電解飽和KCl總的電極反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，pH值變?yōu)?3時(shí)，c（OH^-）=0.1mol/L，n（OH^-）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
N₂H₄～4e^-～4OH^-
32g       4mol
x×80%  0.05mol，
解得x=0.5g，
故答案為：0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電化學(xué)原理及計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重化學(xué)反應(yīng)原理中高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等．