Question

2007年10月24日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥一号”探月卫星成功送入太空，迈出了向广寒宫求索的第一步．“长征三号甲”是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，第三级为液态氧燃料．
（1）常规燃料通常指以肼（N₂H₄）为燃料，以二氧化氮做氧化剂．但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）．
已知：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-543kJ•mol^-1H₂（g）+F₂（g）=HF（g）；△H=-269kJ•mol^-1
H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）；△H=-242kJ•mol^-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：______；
（2）氢是一种理想的绿色能源，最近科学家利用太阳光分解水来制备氢．如图为光分解水制氢的循环系统，反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe²⁺等可循环使用．

①判断光电池的a端为______极，b端为______极；
②写出电解池A中电极反应式：
阴极______，阳极______；
③电解池B中反应的离子方程式______ O₂↑+4H⁺+4Fe²⁺

Answer

（1）利用盖斯定律来寻找已知的反应与目标反应的关系，然后计算未知反应的反应热，再书写热化学反应方程式；
（2）利用电解的阴阳极来分析电源的正负极，利用电解池原理来分析离子的移动及电极反应式，并利用电子守恒来进行有关的计算来解答．
【解析】
（1）由N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=-543kJ•mol-1①
H2（g）+F2（g）=HF（g）；△H=-269kJ•mol-1②
H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H=-242kJ•mol-1③
利用盖斯定律可知①+②×4-③×2可得反应N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF（g），
该反应的△H=（-543kJ•mol-1）+4×（-269kJ•mol-1）-2×（-242kJ•mol-1）=-1135kJ•mol-1，
故答案为：N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF（g）△H=-1135kJ•mol-1
（2）电解池左边放出氢气，氢离子在此得到电子，故左侧为电解池阳极，所以a端为原电池负极，b端为正极碘离子在此失去电子．
故答案为：①负，正
②2H++2e-→H2↑，2I-→I2+2e-
③4Fe3++2H2OO2↑+4H++4Fe2+   
（4）据原电池原理，得失电子守恒有n（H2）=V/Vm=8.96L/22.4molL-1=0.4mol，所以 故答案为：失去电子数为2×0.4mol=0.8mol，Fe3+→Fe2+，得到电子数为2×0.4mol
故答案为：0.8mol