Question

【題目】（1）某N2H4(肼或聯氨)燃料電池(產生穩定、無污染的物質)原理如圖1所示。

①M區發生的電極反應式為___________。

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)，設飽和氯化鉀溶液體積為500mL，當溶液的pH值變為13時(在常溫下測定)，若該燃料電池的能量利用率為80%，則需消耗N2H4的質量為__________g(假設溶液電解前后體積不變)。

（2）①利用反應NO2＋NH2―→N2＋H2O(未配平)消除NO2的簡易裝置如圖所示。電極b的電極反應式為______________；消耗標準狀況下4.48 L NH3時，被消除的NO2的物質的量為________mol。

②合成氨的原料氣需脫硫處理。一種脫硫方法是：先用Na2CO3溶液吸收H2S生成NaHS；NaHS再與NaVO3反應生成S、Na2V4O9和物質X。NaHS再與NaVO3反應的化學方程式為____________。

Answer 1

【答案】（1）①N2H4－4e-＝N2↑+4H+（2分）②0.5（2分）

（2）①2NO2＋8e－＋4H2O＝8OH－＋N2；0.15

②2NaHS＋4NaVO3＋H2O＝Na2V4O9＋2S↓＋4NaOH

【解析】

試題分析：（1）①原電池中陽離子向正極移動，則根據氫離子的移動方向可判斷M電極是負極，發生失去 電子的氧化反應，由于生成物是沒有污染的，則氧化產物是氮氣因此則M區發生的電極反應式為N2H4－4e-＝N2↑+4H+。

②反應中生成氫氧化鉀的物質的量是0.1mol/L×0.5L＝0.05mol，根據方程式2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑可知轉移0.05mol電子。因此根據電子得失守恒可知消耗肼的質量是。

（2）①電極b通入NO2，發生得到電子的還原反應，則電極反應式為2NO2＋8e－＋4H2O＝8OH－＋N2；消耗標準狀況下4.48 L NH3即0.2mol氨氣時，根據電子得失守恒可知被消除的NO2的物質的量為。

②NaHS再與NaVO3反應生成S、Na2V4O9和物質X，根據電子得失守恒和原子守恒可知X是氫氧化鈉，則NaHS再與NaVO3反應的化學方程式為2NaHS＋4NaVO3＋H2O＝Na2V4O9＋2S↓＋4NaOH。