Question

（1）某N₂H₄(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

①M区发生的电极反应式为___________。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极)，设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时(在常温下测定)，若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为__________g(假设溶液电解前后体积不变)。

（2）①利用反应NO₂＋NH₂―→N₂＋H₂O(未配平)消除NO₂的简易装置如图所示。电极b的电极反应式为______________；消耗标准状况下4.48 L NH₃时，被消除的NO₂的物质的量为________mol。

②合成氨的原料气需脱硫处理。一种脱硫方法是：先用Na₂CO₃溶液吸收H₂S生成NaHS；NaHS再与NaVO₃反应生成S、Na₂V₄O₉和物质X。NaHS再与NaVO₃反应的化学方程式为____________。

Answer

（1）①N2H4－4e-＝N2↑+4H+（2分）②0.5（2分）

（2）①2NO2＋8e－＋4H2O＝8OH－＋N2；0.15

②2NaHS＋4NaVO3＋H2O＝Na2V4O9＋2S↓＋4NaOH

【解析】

试题分析：（1）①原电池中阳离子向正极移动，则根据氢离子的移动方向可判断M电极是负极，发生失去 电子的氧化反应，由于生成物是没有污染的，则氧化产物是氮气因此则M区发生的电极反应式为N2H4－4e-＝N2↑+4H+。

②反应中生成氢氧化钾的物质的量是0.1mol/L×0.5L＝0.05mol，根据方程式2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑可知转移0.05mol电子。因此根据电子得失守恒可知消耗肼的质量是。

（2）①电极b通入NO2，发生得到电子的还原反应，则电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O＝8OH－＋N2；消耗标准状况下4.48 L NH3即0.2mol氨气时，根据电子得失守恒可知被消除的NO2的物质的量为。

②NaHS再与NaVO3反应生成S、Na2V4O9和物质X，根据电子得失守恒和原子守恒可知X是氢氧化钠，则NaHS再与NaVO3反应的化学方程式为2NaHS＋4NaVO3＋H2O＝Na2V4O9＋2S↓＋4NaOH。

【考点定位】考查电化学原理的应用

【名师点晴】掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意离子的移动方向、正负极、阴阳极的判断，难点是电极反应式的书写和有关计算。电极反应式的书写要注意——“二判二析一写”：二判：①判断阴阳极；②判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。二析：①分析溶液中离子的种类；②根据离子放电顺序，分析电极反应。一写：根据电极产物，写出电极反应式。再进行有关计算时注意电子得失守恒的灵活应用。