Question

【題目】LiBH4為近年來儲氫材料領域的研究熱點。

（1）反應2LiBH4=2LiH＋2B＋3H2↑，生成22.4 L H2(標準狀況)時，轉移電子的物質的量為____mol。

（2）下圖是2LiBH4/MgH2體系放氫焓變示意圖，則：

Mg(s)＋2B(s)=MgB2(s) △H＝________。

（3）采用球磨法制備Al與LiBH4的復合材料，并對Al－LiBH4體系與水反應產氫的特性進行下列研究：

①如圖為25℃水浴時每克不同配比的Al－LiBH4復合材料與水反應產生H2體積隨時間變化關系圖。由圖可知，下列說法正確的是____(填字母)。

a．25℃時，純鋁與水不反應

b．25℃時，純LiBH4與水反應產生氫氣

c．25℃時，Al－LiBH4復合材料中LiBH4含量越高，1000s內產生氫氣的體積越大

②如圖為25℃和75℃時，Al－LiBH4復合材料[ω(LiBH4)＝25%]與水反應一定時間后產物的X－射線衍射圖譜(X－射線衍射可用于判斷某晶態物質是否存在，不同晶態物質出現衍射峰的衍射角不同)。

從圖中分析，25℃時Al－LiBH4復合材料中與水完全反應的物質是___________(填化學式)，產生Al(OH)3的化學方程式為_________________。

（4）如圖是直接硼氫化鈉－過氧化氫燃料電池示意圖。該電池工作時，正極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)，負極的電極反應式為________________________。

Answer 1

【答案】2 －93 kJ·mol－1 ab LiBH4 2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑ 增大 BH4-－8e－＋8OH－=BO2-＋6H2O

【解析】

（1）LiBH4中氫元素化合價為-1價，生成1mol氫氣轉移電子2mol；

（2）能量由上到下分別為1、2、3、4，則該反應的焓變為－(1+3－2－4)= －93 kJ·mol－1；

（3）①a、圖中當全為鋁時氣體為0，故純鋁與水不反應，故正確；

b、f線代表純LiBH4與水反應產生氫氣，故正確；

c、當材料含LiBH4為25%時（d線），產生氫氣的量最多，故錯誤；

答案選ab；

②由圖得出反應后已沒有LiBH4，但存在大量鋁，故其完全反應，與水完全反應的物質是LiBH4；鋁部分反應（有氫氧化鋁等鋁的產物），反應化學方程式為2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑；

（4）右室雙氧水得到電子為正極，電極反應式為H2O2+2e-=2OH-，故該極堿性增強，負極為BH4-－8e－＋8OH－=BO2-＋6H2O。