Question

如圖所示裝置，是用氫氧燃料電池B進行的某電解實驗

（1）若電池B使用了亞氨基鋰（Li₂NH）固體作為儲氫材料，其儲氫原理是：Li₂NH+H₂═LiNH₂+LiH，則下列說法中正確的是

 

．
A．Li₂NH中N的化合價是-1
B．該反應中H₂既是氧化劑又是還原劑
C．Li⁺和H⁺的離子半徑相等
D．此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同
（2）在電池B工作時：
①若用固體Ca（HSO₄）₂為電解質傳遞H⁺，則電子由

 

極流出，H⁺向

 

極移動．（填“a”或“b”）
②b極上的電極反應式為：

 

．
③外電路中，每轉移0.1mol電子，在a極消耗

 

L的H₂（標準狀況下）．
（3）若A中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCl溶液，則B工作時：
①在X極這邊觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②檢驗Y電極上反應產物的方法是

 

．
③若A中其它均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可實現(xiàn)的實驗目的是

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池,電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）根據反應Li₂NH+H₂→LiNH₂+LiH可判斷：Li₂NH中H元素的化合價是+1，氮元素的化合價為-3；LiNH₂中氮元素的化合價為-3，H元素的化合價是+1，反應中H₂既是氧化劑又是還原劑；離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大；鋼瓶儲氫是物理過程．
（2）①電子從負極流出；陽離子向正極移動；
②b電極上為氧氣得電子生成水；
③根據負極上氫氣與電子的關系求算；
（3）由圖可知a為負極，則X為陰極；b為正極，則Y為陽極；
①X電極上是氫離子得電子生成氫氣；X電極附近同時生成氫氧化鈉；
②Y電極上反應產物為氯氣，根據氯氣具有氧化性來檢驗；
③將電極Y換成鐵棒，則Fe電極會失電子生成Fe²⁺．

解答： 解：A．Li₂NH中N的化合價為-3價，故A錯誤；
B．反應中H₂分別生成LiNH₂和LiH，LiNH₂中H為+1價，LiH中H的化合價為-1價，反應中H₂既是氧化劑又是還原劑，故B正確；
C．Li⁺核外有一個電子層，H⁺核外無電子，離子核外電子層數(shù)越多，半徑越大，故Li⁺半徑大于H⁺，故C錯誤；
D．此法儲氫是利用氧化還原反應將H₂轉化為固體材料，發(fā)生化學變化，而鋼瓶儲氫將氫液化，為物理變化，原理不同，故D錯誤．
故選B；
（2）①該燃料電池中a為負極，b為正極，電子從負極流出，即從a極流出；陽離子向正極移動，所以H⁺向b極移動，
故答案為：a，b；
②b電極上為氧氣得電子生成水，其電極方程式為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；
③已知負極上氫氣失去電子生成氫離子H₂-2e=2H⁺，每轉移0.1mol電子，在a極消耗氫氣為0.05mol，所以氫氣的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12；
（3）由圖可知a為負極，則X為陰極；b為正極，則Y為陽極；
①X電極上是氫離子得電子生成氫氣，其電極反應式為：2H⁺+2e-=H₂↑；X電極附近同時生成氫氧化鈉，所以溶液變紅；
故答案為：溶液變紅；
②Y電極上反應產物為氯氣，檢驗氯氣的方法為：用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂氣，
故答案為：用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產物，變藍，證明產生Cl₂；
③將電極Y換成鐵棒，則Fe電極會失電子生成Fe²⁺，在陰極仍然為電解水，生成氫氣和氫氧化鈉，F(xiàn)e²⁺與氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，所以可實現(xiàn)的實驗目的是制Fe（OH）₂，故答案為：制Fe（OH）₂．

點評：本題考查了原電池原理和電解池原理的應用，涉及電極方程式的書寫，物質的檢驗，反應現(xiàn)象，電子轉移的有關計算等，題目難度中等．