Question

(14分)CO和联氨(N₂H₄)的性质及应用的研究是能源开发、环境保护的重要课题。

（1）①用CO、O₂和KOH溶液可以制成碱性燃料电池，则该电池反应的离子方程式为________。

②用CO、O₂和固体电解质还可以制成如图1所示的燃料电池，则电极d的电极反应式为________。

（2）联氨的性质类似于氨气，将联氨通入CuO浊液中，有关物质的转化如图2所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是________(填元素名称)。

②在转化过程中通入氧气发生反应后，溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。转化中当有1 mol N₂H₄参与反应时，需要消耗O₂的物质的量为________。

③加入NaClO时发生的反应为：Cu(NH₃)＋2ClO^－＋2OH^－===Cu(OH)₂↓＋2N₂H₄↑＋2Cl^－＋2H₂O

该反应需在80℃以上进行，其目的除了加快反应速率外，还有________、________。

（3）CO与SO₂在铝矾土作催化剂、773 K条件下反应生成CO₂和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图3所示，写出该反应的化学方程式：________________。

Answer

（1）①2CO + O2 + 4 OH－＝2 CO32－+2H2O （2分）② CO + O2－ —2e-= CO2（2分）

（2）①氢、钠 （2分）②增大 （2分） 1mol （2分）

③氢氧化铜分解、降低联氨溶解度使其从溶液中逸出（2分）

（3）4CO +2 SO2=4CO2+S2 （2分）

【解析】

试题分析：（1）①原电池中负极失去电子，正极得到电子，则用CO、O2和KOH溶液制成的碱性燃料电池中负极CO失去电子，正极氧气得到电子，则该电池反应的离子方程式为2CO + O2 + 4 OH－＝2 CO32－+2H2O。

②d电极通入的是CO，是负极，则电极反应式为CO + O2－—2e-＝CO2。

（2）联氨的性质类似于氨气，将联氨通入CuO浊液中，有关物质的转化如图2所示。

①在图示的转化中，铜元素的化合价从＋2价降低到＋1价，氧元素的化合价从0价降低到—2价，氮元素的化合价从—3价升高到0价，氯元素的化合价从＋1价降低到—1价，因此化合价不变的元素是氢、钠。

②在转化过程中通入氧气发生反应后有水生成，因此溶液的pH将增大。转化中当有1 mol N2H4参与反应时，转移4mol电子，则根据电子得失守恒可知需要消耗O2的物质的量为4mol÷4＝1mol。

③加热能使氢氧化铜分解，同时降低气体的溶解度，因此该反应需在80℃以上进行，其目的除了加快反应速率外，还有氢氧化铜分解、降低联氨溶解度使其从溶液中逸出。

（3）根据图像可知一种反应物和生成的变化量相等，这说明这两种物质是CO和CO2。而另一种反应物和生成物的变化量之比是2：1，所以生成物是S2，则反应的化学方程式为4CO +2SO2＝4CO2+S2。

考点：考查原电池原理以及氧化还原滴定的应用