Question

【題目】（1）工業上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以進一步制備聯氨(N2H4)等。由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其離子反應方程式為______________________，有學者探究用電解法制備的效率，裝置如圖，試寫出其陽極電極反應_________________________；

（2）乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料，工業生產乙醇(CH3CH2OH)的一種反應原理為：2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，己知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成氣態乙醇及水蒸氣，并放出熱量，寫出該反應的熱化學反應方程式： _______________________________。

（3）如果模擬工業上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應為_______________。 此時通過陰離子交換膜的離子數_____(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)_______導出。

③電解過程中陰極區堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因______________________。

Answer 1

【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- 2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol 2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于 D H2O H＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋)

【解析】

（1）該反應中次氯酸鈉作氧化劑，氨氣作還原劑，注意產物聯氨中的氮元素化合價為-2價，離子方程式為：；裝置圖左側發生氨氣的氧化反應，因此左側是陽極，發生的反應為：；

（2）根據已有的兩個方程式，可以發現若用①式減去兩倍的②式，即可得到用與作原料的反應方程式，據此可寫出熱化學反應方程式為：；

（3）①該裝置左側為陽極，右側為陰極，因此中的鉀離子可穿過陽離子交換膜移向陰極，硫酸根離子可穿過陰離子交換膜移向陽極，從而起到凈水的作用。同時左側可以得到更多的硫酸，右側可以得到更多的氫氧化鉀。陽極反應為；因為帶2個負電荷而只帶1個正電荷，因此若要保證溶液中時刻電中性，穿過陽離子交換膜的數量應該是陰離子交換膜的的兩倍；

②根據裝置圖可以看出B、C兩個口是用來導出氣體產物的，A、D兩個口是用來導出液體產物的，而氫氧化鉀在右側產生，則應從D口導出；

③正常情況下水電離出等量的和，但是陰極附近不斷放電被消耗，導致電離平衡正向移動，于是堿性不斷增強。