Question

（14分）如下圖裝置所示，是用氫氧燃料電池B進行的某電解實驗：

(1)若電池B使用了亞氨基鋰(Li₂NH)固體作為儲氫材料，其儲氫原理是：Li₂NH＋H₂＝LiNH₂＋LiH，則下列說法中正確的是________。

A．Li2NH中N的化合價是-1價	B．該反應中H2既是氧化劑又是還原劑
C．Li＋ 和H＋的離子半徑相等	D．此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同

(2)在電池B工作時：
①若用固體Ca(HSO₄)₂為電解質傳遞H^＋，則電子由________極流出，H^＋向________極移動。（填“a”或“b”）
②b極上的電極反應式為：________________________________
③外電路中，每轉移0.1 mol電子，在a極消耗________上的H₂（標準狀況下）。
(3)若A中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCI溶液，則B工作時：
①電解池中X極上的電極反應式是  ________________________________。
在X極這邊觀察到的現象是 _____________________________________。
②檢驗Y電極上反應產物的方法是 _________________________________。
③若A中其它均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可實現的實驗目的是_____________________。

Answer 1

（1）B （2）①a，b ② O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O ③ 1.12 （3）① 2H⁺+2e^- = H₂↑，溶液變紅
②用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂氣  ③ 制Fe(OH)₂

解析試題分析：（1）A、Li₂NH中N的化合價為-3價，故A錯誤；B、反應中H₂分別生成LiNH₂和LiH，LiNH₂中H為+1價，LiH中H的化合價為-1價，反應中H₂既是氧化劑又是還原劑，故B正確；C、LiH中的陽離子和陰離子核外電子排布相同，核電核數越大，半徑越小，則陽離子半徑小于陰離子半徑，故C錯誤；D、此法儲氫是利用氧化還原反應將H₂轉化為固體材料，發生化學變化，而鋼瓶儲氫將氫液化，為物理變化，原理不同，故D錯誤，答案選B。
（2）①通入氫氣的電極為電池的負極，發生氧化還原反應，反應為H₂-2e^-＝2H⁺，通入氧氣的電極為電池的正極，發生氧化反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質溶液中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極。
②b極為正極，發生氧化反應，電極反應O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O。
③轉移電荷守恒，由題意知每轉移2mol電子消耗1mol H₂，即每轉移0.1mol電子，在a極消耗0.05mol H₂，即1.12L H₂，
（3）由題意知，a端為電源負極，b端為電源正極①電解飽和食鹽水中和電源的負極a端相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中H⁺離子濃度減小，堿性增強，酚酞變紅。
②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發生失電子的氧化反應，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑生成產物為氯氣，檢驗方式為用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂氣。
③Y極發生失去電子的氧化反應化合價升高，鐵生成亞鐵離子，溶液中有大量氫氧根離子和亞鐵離子結合生成氫氧化亞鐵沉淀，故其目的為制Fe(OH)₂。
考點：考查氧化還原反應；原電池和電解池的工作原理