Question

【題目】CO和聯(lián)氨（N2H4）的性質(zhì)及應(yīng)用的研究是能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)的重要課題。

（1）①用CO、O2和KOH溶液可以制成堿性燃料電池，則該電池反應(yīng)的離子方程式為 。

②用CO、O2和固體電解質(zhì)還可以制成如下圖1所示的燃料電池，則電極d的電極反應(yīng)式為 。

（2）聯(lián)氨的性質(zhì)類似于氨氣，將聯(lián)氨通入CuO濁液中，有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如圖2所示。

①在圖示2的轉(zhuǎn)化中，化合價(jià)不變的元素是 （填元素名稱）。

②在轉(zhuǎn)化過程中通入氧氣發(fā)生反應(yīng)后，溶液的pH將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。轉(zhuǎn)化中當(dāng)有1 mol N2H4參與反應(yīng)時(shí)，需要消耗O2的物質(zhì)的量為 。

③加入NaClO時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：Cu（NH3）+2ClO-+2OH-＝Cu（OH）2↓+2N2H4↑+2Cl-+2H2O

該反應(yīng)需在80℃以上進(jìn)行，其目的除了加快反應(yīng)速率外，還有 、 。

圖3

（3）CO與SO2在鋁礬土作催化劑、773 K條件下反應(yīng)生成CO2和硫蒸氣，該反應(yīng)可用于從煙道氣中回收硫，反應(yīng)體系中各組分的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖3所示，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

Answer 1

【答案】

（1）①2CO+O2+4OH-=2CO32-+2H2O。②CO+O2--2e-=CO2；

（2）①氫、鈉；②增大；1mol；③氫氧化銅分解、降低聯(lián)氨溶解度使其從溶液中逸出；

（3）4CO+2SO2=4CO2+S2。

【解析】

試題分析：（1）①該燃料電池中，負(fù)極上CO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，二氧化碳和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，所以電池反應(yīng)式為2CO+O2+4 OH-=2 CO32-+2H2O，故答案為：2CO+O2+4 OH-=2 CO32-+2H2O。

②d電極上CO生成二氧化碳，則該電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CO+O2--2e-=CO2，故答案為：CO+O2--2e-=CO2；

（2）根據(jù)圖知，H、Na元素都在化合物中，化合價(jià)不變，故答案為：氫、鈉；

②Cu（NH3）2+和氧氣反應(yīng)過程中，Cu元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以溶液的pH增大；轉(zhuǎn)化中當(dāng)有1mol N2H4參與反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=1mol×2×[0-（-2）]=4mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得需要消耗O2的物質(zhì)的量==1mol，故答案為：增大；1mol；

③溫度高時(shí)氫氧化銅分解，且氣體溶解度隨溫度升高而降低，從而促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故答案為：氫氧化銅分解、降低聯(lián)氨溶解度使其從溶液中逸出；

（3）根據(jù)圖象知，反應(yīng)物的物質(zhì)的量變化量一個(gè)為（4-1）mol=3mol、一個(gè)為（2-0.5）mol=1.5mol，生成物的物質(zhì)的量變化量一個(gè)為（3-0）mol=3mol、一個(gè)為（0.75-0）mol=0.75mol，則反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量變化量之比等于其計(jì)量數(shù)之比=3mol：1.5mol：3mol：0.75mol=4：2：4：1，根據(jù)C原子守恒知，計(jì)量數(shù)是4的為CO、CO2，二氧化硫的計(jì)量數(shù)是2，硫單質(zhì)的計(jì)量數(shù)是1，則生成的硫單質(zhì)為S2，所以反應(yīng)方程式為4CO+2SO2=4CO2+S2，故答案為：4CO+2SO2=4CO2+S2。