有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标...

有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出)。回答下列有关问题：

(1)电解池的阴极反应式为_____________。

(2)通入空气一极的电极反应式为_____________。燃料电池中阳离子的移动方向是_____________ (“从左向右”或“从右向左”)。

(3)电解池中产生 2molCl2，理论上燃料电池中消耗标准状况下_____________LO2。

(4) a、b、c 由大到小的顺序为：_____________。

(5)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，可由 KClO3在H2SO4存在下与 Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_____________

2H++2e-=H2↑ 正极从左向右 22.4 c＞a＞ 2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O 【解析】 (1) 电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气； (2) 燃料电池中燃料在原电池负极失电子发生氧化反应，空气中氧气在正极上得到电子生成氢氧根离子，燃料电池中阳离子移向正极； (3) 依据电解池和原电池中电子守恒计算得到； (4)燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，再结合离子交换膜的作用分析即可； (5) 二氧化氯由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得，则可知反应物、生成物，结合电子守恒、电荷守恒分析。 (1) 电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，在氢氧化钠溶液中，电解池的阴极反应式为；2H++2e-=H2↑； (2) 燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即H2-2e-+2OH-=2H2O，正极是氧气发生得电子得还原反应，即O2+4e-+2H2O=4OH-，铜空气的电极为正极；原电池中，阳离子交换膜使阳离子通过，阳离子移向正极； (3) 电解池中产生2mol Cl2，依据电子守恒，O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，得到2Cl2～O2，计算得到生成氧气1mol，标准状况下O2的体积为1mol×22.4L/mol=22.4L； (4) 燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，故答案为：c＞a＞b； (5) KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应，SO32-被氧化成SO42-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O。

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考点分析：

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磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）可再生利用，其工艺流程如下：

已知：碳酸锂在水中的溶解度，0℃时为1.54g，90℃时为0.85g，100℃时为0.71g。

（1）上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

（2）“氧化”发生反应的离子方程式为__________；若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。

（3）①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH=3.0时，Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表：

pH	3.5	5.0	6.5	8.0	10.0	12.0
ω(Fe)/%	66.5	79.2	88.5	97.2	97.4	98.1
ω(Li)/%	0.9	1.3	1.9	2.4	4.5	8.0

则最佳的沉淀pH=________。

（4）“沉锂" 时的温度应选（填标号）______为宜，并用___洗涤（填“热水" 或“冷水"）。

a．90℃ b．60 ℃ c．30 ℃ d．0 ℃

（5）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4，该反应的化学方程式为________

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氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列有关含氮物质的问题：

(1)图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式______________________________________________；

恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________填序号。

A.容器内混合气体颜色不再变化容器内的压强保持不变

C.v逆(NO2)=v正(NO) 容器内混合气体密度保持不变

(2)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：

N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ∆H>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10-4。

该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L，此时反应的正反应速率和逆反应速率的关系：v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(3)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2=N2+2H2O。该电池放电时，负极的电极反应式是______________。

(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式____________。

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高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。制备NH4ClO4的工艺流程如下：

(1)电解NaClO3溶液时，ClO3-在____极发生反应，其电极反应式为____。

(2)“除杂”有两种方案。

①方案1：加入盐酸和H2O2溶液，NaClO3转化为ClO2，化学方程式为______。

方案2：加入氨水和FeCl2∙4H2O，NaClO3转化为Cl-，离子方程式为____，如果FeCl2∙4H2O过量会出现黑色磁性沉淀，该沉淀可能是______。(填化学式)

②比较氧化性：ClO3-_____ClO4-(填“>”或“<”)。

③两种方案相比，方案1的优点是____。(答一条即可)

(3)“反应”时用NaClO4和NH4Cl在90℃制备NH4ClO4。如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl，则无需加热，原因是____。

(4)该流程中可循环利用的物质是_________。(填化学式)

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NH3可用于制氮肥尿素、碳铵等、HNO3、铵盐、纯碱，还可用于制合成纤维、塑料、染料等。回答下列问题：

(1)传统的联氨(N2H4)合成方法是用NaClO溶液氧化NH3得到，反应的化学方程式为________________。联氨的电子式为________________。

(2)已知①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)⇌N2(g)+2H2O(l) ∆H=-624kJ/mol，则反应2NH3(g) +2H2O(l)⇌N2H4(l)+O2(g) +3H2(g)的∆H=________，该反应的平衡常数表达式为________________，在常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。为了提高N2H4的产率，下列措施可行的是____________________。