Question

肼（N₂H₄）又稱(chēng)聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．
（1）已知在25℃，101kPa時(shí)，16.0g N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)�，放出熱�?12kJ，N₂H₄完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______．肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式是：______．電池工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH將______（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）如圖是一個(gè)電化學(xué)裝置示意圖．用肼--空氣燃料電池做此裝置的電源．如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是500mL足量的飽和氯化鈉溶液，當(dāng)兩極共產(chǎn)生1.12L氣體時(shí)，溶液的pH為_(kāi)_____，則肼-空氣燃料電池理論上消耗的空氣______L（氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定，假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%）
（3）肼易溶于水，它是與氨類(lèi)似的弱堿，用電離方程式表示肼的水溶液顯堿性的原因______．
（4）常溫下將0.2mol/L HCl溶液與0.2mol/L N₂H₄?H₂O溶液等體積混合（忽略混合后溶液體積的變化），若測(cè)得混合溶液的pH=6，則混合溶液中由水電離出的c（H⁺）______0.1mol/L HCl溶液中由水電離出的c（H⁺）（填“大于”、“小于”、或“等于”）．
（5）已知：在相同條件下N₂H₄?H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度．常溫下，若將0.2mol/L N₂H₄?H₂O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，則溶液中N₂H⁺₅、Cl^-、OH^-、H⁺離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____．

Answer 1

（1）16.0g肼的物質(zhì)的量=

16g

32g/mol

=0.5mol，0.5molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夥懦鰺崃?12kJ，則1mol肼在氧氣中完全燃燒放熱的熱量為624KJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；燃料電池中負(fù)極上投放的是燃料肼，負(fù)極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，電極反應(yīng)式為：N₂H₂+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂；反應(yīng)過(guò)程中生成水導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度減小，所以溶液的pH值變�。�
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；N₂H₂+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂；減��；
（2）電解食鹽水的方程式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根據(jù)方程式知，陰陽(yáng)極上生成的氣體物質(zhì)的量相等，即體積也相等，所以生成氫氣的體積是0.56L，生成0.56L氫氣同時(shí)生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量=

0.56L

22.4L/mol

×2=0.05mol，氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L，氫離子濃度為10^-13 mol/L，所以溶液的pH=13；
根據(jù)得失電子數(shù)相等，生成0.56L氫氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與空氣中氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，設(shè)空氣的體積為XL．
0.56L×2=0.2XL×4，X=1.4．
故答案為：13；1.4；
（3）肼易溶于水，它是與氨類(lèi)似的弱堿，則電離生成OH^-和陽(yáng)離子，
電離方程式為N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；N₂H₅⁺+H₂O=N₂H₆²⁺+OH^-．
故答案為：N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；N₂H₅⁺+H₂O=N₂H₆²⁺+OH^-；
（4）常溫下，混合溶液的pH=6，溶液顯酸性，則酸電離產(chǎn)生的氫離子大于水電離產(chǎn)生的氫離子，由水電離出的
c（H⁺）為10^-8mol/L，0.1mol/LHCl溶液中由水電離出的c（H⁺）為

10-14

0.1

=10^-13mol/L，
故答案為：大于；
（5）將0.2mol/L N₂H₄?H₂O溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合，得到等量的N₂H₄?H₂O、N₂H₅C1，由相同條件下N₂H₄?H₂O的電離程度大于N₂H₅C1的水解程度，則c（N₂H⁺₅）＞c（Cl^-），又溶液顯堿性，即c（OH^-）＞c（H⁺），電離、水解的程度都不大，所以c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（N₂H₅⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．