Question

硝酸是一种重要的化工原料，工业上一般以氨气为原料来制备硝酸。请回答：

（1）氨气催化氧化的化学方程式为______________________。

（2）氨气若在纯氧中燃烧，则发生反应为4NH₃+3O₂2N₂+6H₂O，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是________(填“正极”或“负极”)；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为______________________。

（3）纳米级Cu₂O具有优良的催化性能，制取Cu₂O的方法有：

①加热条件下用液态肼(N₂H₄)还原新制Cu(OH)₂制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂．该制法的化学方程式为______________________。

②用阴离子交换膜控制电解液中OH^-的浓度制备纳米Cu₂O，反应为2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑，如图所示．该电解池的阳极反应式为______________________。

Answer

（1）（2）负极；2NH3 + 6OH- -6e-= N2 +6H2O（3）①4Cu(OH)2＋N2H4=2Cu2O＋N2↑＋6H2O ②2Cu―2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O

【解析】

试题分析：（1）NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成NO和H2O：4NH3+5O24NO+6H2O；（2）燃料电池中，燃料做负极，则通入氨气的电极是负极，碱性条件下，总反应：4NH3+3O22N2+6H2O，正极的电极反应：3O2↑+6H2O+12e-=12OH-，负极的电极反应式为：2NH3 + 6OH- -6e-= N2 +6H2O ；（3）①根据题目信息：液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，得出化学方程式为：4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+N2↑+6H2O；②在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电机本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH--=Cu2O+H2O。

【考点定位】考查了热化学方程式书写和盖斯定律计算应用。

【名师点晴】图象分析方法，电化学原理的应用，原子守恒，电子守恒的反应过程分析是解题关键，原电池发生的是自发的氧化还原反应，负极上发生氧化反应，正极上发生的是还原反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液对电极反应的影响来书写，如氨气和氧气燃料电池是碱性环境，负极上只能考虑OH-参与反应生成水而不是H+，电解池要直接结合电源判断阴、阳极，再运用电解原理判断电解产物，据此分析解题。