Question

如图装置所示，是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：

(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li₂NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是：Li₂NH＋H₂=LiNH₂＋LiH，则下列说法中正确的是________。

A. Li₂NH中N的化合价是-1

B. 该反应中H₂既是氧化剂又是还原剂

C. Li^＋和H^-的离子半径相等

D. 此法储氢和钢瓶储氢的原理相同

(2)在电池B工作时：

①若用固体Ca(HSO₄)₂为电解质传递H^＋，则电子由________极流出，H^＋向______极移动(填“a”或“b ”)。

②b极上的电极反应式为_________。

③外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗________ L的H₂(标准状况下)。

(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则B工作时：

①电解池中X极上的电极反应式是______________。在X极这边观察到的现象是____________。

②检验Y电极上反应产物的方法是______________。

Answer

B a b O2＋4H＋＋4e－=2H2O 1.12 2H＋＋2e－=H2↑ 溶液变红 用湿润的KI-淀粉试纸接近Y极气体产物，试纸变蓝，证明产生Cl2

【解析】

(2)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，燃料电池的反应原理相当于燃料的燃烧，据此书写电极反应式，并根据原电池中电子、离子的移动方向分析解答；

(3)先根据电解池的工作原理确定阴、阳极，再根据阴、阳极的放电顺序书写电极反应式，并分析现象。

(1)A. Li2NH中N的化合价为-3价，故A错误；

B. 反应中H2分别生成LiNH2和LiH，LiNH2中H为+1价，LiH中H的化合价为-1价，则反应中H2既是氧化剂又是还原剂，故B正确；

C. Li＋和H-的核外电子排布相同，Li＋的核电核数更大，则半径更小，故C错误；

D. 此法储氢是利用氧化还原反应将H2转化为固体材料，发生化学变化，而钢瓶储氢是将氢气液化，为物理变化，原理不同，故D错误；故答案为B；

(2)①装置B为氢氧燃料电池，通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极；

②b极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O；

③a极为负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-=2H＋，每转移2 mol电子消耗1 mol H2，则每转移0.1 mol电子，在a极消耗0.05 mol H2，即1.12 L H2；

(3)氢氧燃料电池中，a极为负极，b极为正极，则电解池中，X极为阴极，Y为阳极，

①X极为阴极，该电极上为水电离出的氢离子发生得电子的还原反应，同时生成氢氧根离子，即2H2O＋2e-=H2↑+2OH-，溶液碱性增强，因此滴有酚酞的溶液变红；

②Y极为阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，产物为氯气，检验方式为用湿润的KI-淀粉试纸接近Y极气体产物，试纸变蓝，证明产生Cl2。