Question

（14分）如下图装置所示，是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：

(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li₂NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是：Li₂NH＋H₂＝LiNH₂＋LiH，则下列说法中正确的是________。

A．Li2NH中N的化合价是-1价	B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C．Li＋ 和H＋的离子半径相等	D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同

(2)在电池B工作时：
①若用固体Ca(HSO₄)₂为电解质传递H^＋，则电子由________极流出，H^＋向________极移动。（填“a”或“b”）
②b极上的电极反应式为：________________________________
③外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗________上的H₂（标准状况下）。
(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCI溶液，则B工作时：
①电解池中X极上的电极反应式是  ________________________________。
在X极这边观察到的现象是 _____________________________________。
②检验Y电极上反应产物的方法是 _________________________________。
③若A中其它均不改变，只将电极Y换成铁棒，可实现的实验目的是_____________________。

Answer 1

（1）B （2）①a，b ② O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O ③ 1.12 （3）① 2H⁺+2e^- = H₂↑，溶液变红
②用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，变蓝，证明产生Cl₂气  ③ 制Fe(OH)₂

解析试题分析：（1）A、Li₂NH中N的化合价为-3价，故A错误；B、反应中H₂分别生成LiNH₂和LiH，LiNH₂中H为+1价，LiH中H的化合价为-1价，反应中H₂既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C、LiH中的阳离子和阴离子核外电子排布相同，核电核数越大，半径越小，则阳离子半径小于阴离子半径，故C错误；D、此法储氢是利用氧化还原反应将H₂转化为固体材料，发生化学变化，而钢瓶储氢将氢液化，为物理变化，原理不同，故D错误，答案选B。
（2）①通入氢气的电极为电池的负极，发生氧化还原反应，反应为H₂-2e^-＝2H⁺，通入氧气的电极为电池的正极，发生氧化反应，反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极。
②b极为正极，发生氧化反应，电极反应O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O。
③转移电荷守恒，由题意知每转移2mol电子消耗1mol H₂，即每转移0.1mol电子，在a极消耗0.05mol H₂，即1.12L H₂，
（3）由题意知，a端为电源负极，b端为电源正极①电解饱和食盐水中和电源的负极a端相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中H⁺离子浓度减小，碱性增强，酚酞变红。
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑生成产物为氯气，检验方式为用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，变蓝，证明产生Cl₂气。
③Y极发生失去电子的氧化反应化合价升高，铁生成亚铁离子，溶液中有大量氢氧根离子和亚铁离子结合生成氢氧化亚铁沉淀，故其目的为制Fe(OH)₂。
考点：考查氧化还原反应；原电池和电解池的工作原理