Question

肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可以用作火箭燃料。

（1）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。该电池放电时，通入肼的一极为           极，该极的电极反应式是                  。电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将              （填“增大”、“减小”、“不变”）。

（2）肼用亚硝酸（HNO₂）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式              

（3）肼和四氧化二氮作火箭推进剂，两者反应产物是氮气和水。当反应生成28.0kg还原产物时，计算参加反应的肼的质量               (写出计算过程) 。

Answer

（1）负，N2H4+4OH－-4e－= N2+4H2O，减小；

（2）N2H4+HNO2=HN3+ 2H2O；（3）64Kg。

【解析】

试题分析：（1）燃料电池，相当于燃料燃烧，因此通燃料的一极为负极，即通肼的一极为负极，电解质为KOH，且肼的燃烧产物对环境无污染，说明N转化成N2，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－,两式相加得到N2H4＋O2=N2＋2H2O，生成H2O，对KOH稀释，c(OH－)降低，pH减小；（2）氢的质量分数为(1－0.977)=0.023，N和H物质的量之比为0.977/14：0.023/1=3：1，最简式为N3H，该氢化物的分子量是43，该化学式为HN3，因此反应方程式为N2H4＋HNO2=HN3＋2H2O；（3）根据题中信息，反应方程式为2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O，根据反应方程式，N2H4做还原剂，N2O4作氧化剂，N2即使氧化产物又是还原产物，1molN2作还原产物，2molN2作氧化产物，生成还原产物28g消耗肼64g，因此生成28kg还原产物，消耗肼64kg。

考点：考查燃料电池的电极反应式的书写、氧化还原反应等知识。