Question

【題目】NaBH4( 硼氫化鈉)廣泛用于貯氫、有機(jī)合成及納米材料制取等。回答下列問題：

（1）NaBH4的電子式為_________。

（2） NaBH4水解生成H2同時(shí)生成NaBO2，每生成1mol H2 轉(zhuǎn)移電子數(shù)為______個(gè)；Kreevoy 等提出在堿性溶液中該水解反應(yīng)的半衰期t1/2(反應(yīng)物濃度減少一半所需時(shí)間) 與溫度的關(guān)系式為l gt1/2=pH-(0.034T-1.92)，其他條件相同時(shí)，貯氫時(shí)為減慢水解速率,應(yīng)控制pH 及T的條件是______；已知0℃、pH=10時(shí)半衰期為4.32×102min，若此時(shí)NaBH4的依度為4.32 molL.1，則t0至半衰期生成H2的平均速率為_________molL-1min-1。

（3）直接NaBH4堿性燃料電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示:

電池工作時(shí)，電極B周圍溶液的pH______ (填“升高”“降低”或“不變”)，電極A 上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________。

（4）制取NaBH4的方法之一是將Na2B4O7、SiO2 及金屬Na按一定比例混合通H2 并加熱到360- 370 ℃(同時(shí)生成Na2SiO3)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

Answer 1

【答案】 NA或6.02×1023 升高pH并降溫 2×10-2 升高 BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O Na2B4O3+16Na+8H2+7SiO24NaBH4+7Na2SiO3

【解析】試題分析：（1）NaBH4是離子化合物；（2） NaBH4水解生成H2同時(shí)生成NaBO2，NaBH4中氫元素化合價(jià)由-1變?yōu)?；水中氫元素由+1變?yōu)?；根據(jù)表達(dá)式lgt1/2=pH-(0.034T-1.92)，PH越大反應(yīng)速率減慢，溫度越高反應(yīng)速率加快；根據(jù) 計(jì)算； （3）根據(jù)電子移動(dòng)方向可知，A是負(fù)極，BH4-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-；B是正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子；（4）根據(jù)題意Na2B4O7、SiO2、Na、H2

加熱生成NaBH4、Na2SiO3。

解析：（1）NaBH4是離子化合物，電子式是；（2） NaBH4水解生成H2同時(shí)生成NaBO2，NaBH4中氫元素化合價(jià)由-1變?yōu)?；水中氫元素由+1變?yōu)?，所以生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移電子1mol，電子數(shù)是6.02×1023；根據(jù)表達(dá)式lgt1/2=pH-(0.034T-1.92)，PH越大反應(yīng)速率減慢，溫度越高反應(yīng)速率加快，所以為減慢水解速率應(yīng)升高pH并降溫；NaBH4+2H2O= 4H2+NaBO2， molL-1min-1； （3）根據(jù)電子移動(dòng)方向可知，A是負(fù)極，BH4-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-，電極反應(yīng)為BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；B是正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)是 ，所以電極B周圍溶液的pH升高；（4）根據(jù)題意Na2B4O7、SiO2、Na、H2加熱生成NaBH4、Na2SiO3，反應(yīng)方程式是Na2B4O3+16Na+8H2+7SiO24NaBH4+7Na2SiO3。