Question

肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．
（1）肼的結(jié)構(gòu)式為：

 

．
（2）如圖是一個(gè)電化學(xué)過程示意圖．
①鉑片上發(fā)生的電極反應(yīng)是

 

．
②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128g，則肼一空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣

 

L（假設(shè)空氣中氧氣體積含量為20%）．
（3）肼--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，生成無(wú)污染的物質(zhì)．電解質(zhì)溶液是20%-30%的 KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時(shí)：
負(fù)極的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）肼中相當(dāng)于氨氣分子中一個(gè)氫原子被氨基取代；
（2）電解硫酸銅溶液，陰極上銅離子放電，陽(yáng)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算；
（3）肼--空氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退��?/div>

解答： 解：（1）肼中相當(dāng)于氨氣分子中一個(gè)氫原子被氨基取代，所以肼的結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
（2）①電解硫酸銅溶液，陰極鉑上銅離子放電生成銅單質(zhì)，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-═Cu；
②陽(yáng)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，消耗128g銅轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等得消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣體積=

4mol

4

×22.4L/mol=22.4L，
氧氣的體積占空氣的20%，
所以空氣體積=22.4÷20%=112L，
故答案為：112；
（3）肼--空氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題以聯(lián)氨為背景考查了原電池及電解池，據(jù)電解原理的電極反應(yīng)特點(diǎn)寫出鉑極上的電極反應(yīng)式，并結(jié)合質(zhì)量變化進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，根據(jù)已知化學(xué)電源的書寫方法，運(yùn)用知識(shí)遷移的方法寫出肼的負(fù)極反應(yīng)，難度不大．