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16.硝酸是一种重要的化工原料,工业上一般以氨气为原料来制备硝酸.请回答:
(1)氨气催化氧化的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O.
(2)氨气若在纯氧中燃烧,则发生反应为4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N2+6H2O,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是负极(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O.
(3)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O.
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑,如图所示.该电解池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O.

分析 (1)NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成NO和H2O;
(2)根据燃料电池中,燃料做负极,氧气作正极,负极的电极反应=总反应-正极的电极反应;
(3)①根据“液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2”来书写化学方程式;
②在电解池的阳极发生失电子的氧化反应.

解答 解:(1)NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成NO和H2O:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O;
(2)燃料电池中,燃料做负极,则通入氨气的电极是负极,碱性条件下,总反应:4NH3+3O2═2N2+6H2O,正极的电极反应:3O2↑+6H2O+12e-=12OH-,负极的电极反应式为4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O,故答案为:负极;4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O;
(3)①根据题目信息:液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,得出化学方程式为:4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O,故答案为:4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O;
②在电解池中,当阳极是活泼电极时,该电机本身发生失电子得还原反应,在碱性环境下,金属铜失去电子的电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,故答案为:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O.

点评 本题主要考查了热化学方程式的书写、电极反应的书写,难度不大,根据课本知识即可完成.

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