Question

（1）肼（N₂H₄）-空氣燃料電池是一種新型環保型堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時：
正極的電極反應式：

 

，
負極的電極反應式：

 

．
（2）如圖是一個電解過程示意圖．
①鋅片上發生的電極反應式是：

 

②假設使用肼-空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣

 

L（假設空氣中氧氣體積分數為20%）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣；
（2）①鋅為陰極，發生還原反應生成銅；
②根據轉移電子相等計算需要空氣的體積．

解答： 解：（1）肼-氧氣堿性燃料電池中，負極上燃料肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極發生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（2）①鋅為陰極，發生還原反應生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發生氧化反應，當銅片的質量變化128g，失去電子的物質的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案為：112．

點評：本題考查了原電池和電解池原理及物質的量的計算，根據各個電極上得失電子書寫電極反應，再結合電極反應式進行有關計算，題目難度中等．