Question

肼（N₂H₄）又稱聯氨，是一種可燃性液體，用作火箭燃料．
（1）肼-空氣燃料電池是一種清潔的堿性燃料電池，電解質溶液是20%-30%的KOH溶液．該電池放電時，在負極反應的是

 

（填化學式）；正極的電極反應式是

 

（2）右圖是一個電化學裝置示意圖．用肼--空氣燃料電池做此裝置的電源．
①如果A為含有鋅、銀、金、等雜質的粗銅，B為純銅，C為CuSO₄．通電一段時間后，A極質量的減少將

 

B極質量的增加（填“等于”或“大于”或小于）．
②如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是氯化鈉溶液，則若要制得11.2升Cl₂氣體（標準狀況下），該燃料電池理論上需消耗

 

 mol N₂H₄．

Answer 1

分析：（1）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應；
（2））①根據轉移電子守恒分析；
②根據電極反應式計算氣體的物質的量和肼的質量關系．

解答：解：（1）作為燃料電池時，負極發生氧化反應，電解質溶液是20%-30%的KOH溶液，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①陽極上金屬鋅、銅都失電子發生氧化反應，陰極上銅離子得電子發生還原反應而析出銅，根據轉移電子守恒知，A電極上質量減少的量大于B極質量增加的量，故答案為：大于；    
 ②生成11.2L氯氣轉移電子的物質的量=

11.2L

22.4L/mol

×2=1mol，根據串聯電路中轉移電子守恒知，消耗肼的質量=

1mol

4

=0.25 mol，
故答案為：0.25．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，涉及電極反應式的書寫、離子放電順序等知識點，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液的酸堿性分析．