Question

5．H₂在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有著重要的作用．
（1）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取H₂，該反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑
（2）如圖1是為L(zhǎng)iBH₄/MgH₂體系放氫焓變示意圖，

則由LiH、B與H₂反應(yīng)得到LiBH₄的熱化學(xué)方程式為2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1．
（3）圖2為25℃水浴時(shí)每克不同配比的Al-LiBH₄復(fù)合材料與水反應(yīng)產(chǎn)生H₂體積隨時(shí)間變化關(guān)系圖．下列說(shuō)法正確的是ABC（填字母）．
A．25℃，無(wú)LiBH₄時(shí)，Al與水不反應(yīng)
B．25℃，純LiBH₄與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C．25℃，Al-LiBH₄復(fù)合材料與水反應(yīng)時(shí)，Al也參與了反應(yīng)
D．25℃，Al-LiBH₄復(fù)合材料中LiBH₄含量越高，反應(yīng)得到氫氣越多
（4）圖3是LiBH₄-H₂O₂-LiOH燃料電池示意圖．A、B皆為惰性電極，左右池間有陽(yáng)離子交換膜．該電池工作時(shí)，正極附近溶液的[OH^-]增大．（填“增大”、“減小”或“不變”），負(fù)極的電極反應(yīng)式為BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O．外電路中每通過(guò)1mol 電子，將消耗17g過(guò)氧化氫．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法制取NaOH，同時(shí)生成H₂和Cl₂；
（2）由圖可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①，據(jù)此反應(yīng)得到；
（3）A．因?yàn)橛蓤DLiBH₄含量為0時(shí)，氫氣的體積為0，故25℃時(shí)，純鋁與水不反應(yīng)，；
B．負(fù)一價(jià)的氫與正一價(jià)的氫發(fā)生歸中反應(yīng)生成氫氣，LiBH₄+4H₂O=LiB（OH）₄+4H₂↑；
C．圖象可知f是純凈LiBH₄，bcd是每克不同配比的Al-LiBH₄復(fù)合材料生成氫氣變化，據(jù)此分析；
D．由圖可知25℃時(shí)，Al-LiBH₄復(fù)合材料中LiBH₄含量越高，1000s內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積越��；
（4）如圖3正極是陽(yáng)離子流向的一極，即過(guò)氧化鈉所在的一極，發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)一價(jià)的氧得電子生成氧負(fù)離子，跟水結(jié)合成氫氧根離子，溶液的pH增大，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，注意是堿性介質(zhì)，結(jié)合電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算消耗過(guò)氧化氫質(zhì)量．

解答 解：（1）工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法制取NaOH，同時(shí)生成H₂和Cl₂，化學(xué)方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（2）由圖可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiBH₄（s）+Mg（s））+H₂（g）△H=+76 kJ•mol^-1②
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）△H=+183 kJ•mol^-1③
依據(jù)①得到2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1，
故答案為：2LiH（s）+2B（s）+3H₂（g）═2LiBH₄（s）△H=-200kJ•mol^-1；
（3）A．25℃時(shí)，純鋁與水不反應(yīng)，因?yàn)橛蓤DLiBH₄含量為0時(shí)，氫氣的體積為0，故A選；
B．25℃時(shí)，純LiBH₄與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，負(fù)一價(jià)的氫與正一價(jià)的氫發(fā)生歸中反應(yīng)生成氫氣，故B選；
C．圖象可知f是純凈LiBH₄，bcd是每克不同配比的Al-LiBH₄復(fù)合材料生成氫氣變化量可知比純凈LiBH₄放出氫氣多說(shuō)明氯參加反應(yīng)，故C正確；
D．由圖可知25℃時(shí)，Al-LiBH₄復(fù)合材料中LiBH₄含量越高，1000s內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積越小，故D不選；
故答案為：ABC；
（4）如圖3正極是陽(yáng)離子流向的一極，即過(guò)氧化鈉所在的一極，發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)一價(jià)的氧得電子生成氧負(fù)離子，跟水結(jié)合成氫氧根離子，為：H₂O₂+2e^-=2OH^-，電極反應(yīng)溶液的pH增大，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，注意是堿性介質(zhì)，電極反應(yīng)式為：BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O，外電路中每通過(guò)1mol 電子消耗過(guò)氧化氫0.5mol，質(zhì)量=0.5mol×34g/mol=17g，
故答案為：增大；BH₄^--8e^-+8OH^-═BO₂^-+6H₂O；17；

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物知識(shí)，涉及熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，電化學(xué)知識(shí)，主要是圖象變化的特征分析判斷，綜合性非常強(qiáng)，題目難度中等．