Question

氢氧燃料电池是一种用氢气作为能源的电池．这种燃料电池的效率要比传统内燃机的效率高很多，所以燃料电池

氢氧燃料电池是一种用氢气作为能源的电池．这种燃料电池的效率要比传统内燃机的效率高很多，所以燃料电池汽车（FCV）会有很高的效率．Schlesinger等人提出可用NaBH4与水反应制氢气：BH4-+2H2O=BO2-+4H2↑（反应实质为水电离出来的H+被还原）．该反应的产氢速率受外界条件影响．下表为pH和温度对NaBH4 半衰期的影响（半衰期是指反应过程中，某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间）． 体系pH[ 不同温度下NaBH4的半衰期（min） 0℃ 25℃ 50℃ 75℃ 8 4.32×100 6.19×10-1 8.64×10-2 1.22×10-2 10 4.32×102 6.19×101 8.64×100 1.22×100 12 4.32×104 6.19×103 8.64×102 1.22×102 14 4.32×106 6.19×105 8.64×104 1.22×104根据要求回答下列问题：（1）已知，NaBH4与水反应后所得溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为______．（2）从上表可知，温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响？答：______．（3）反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响？答：______．（4）实验表明，将NaBH4溶于足量水，释放的H2比理论产量少得多（即反应一段时间后有NaBH4剩余也不再反应）．其可能原因是______．

Answer 1

（1）NaBH₄与水反应制氢气：BH₄^-+2H₂O=BO₂^-+4H₂↑，反应生成的盐溶液BO₂^-在溶液中水解显碱性，溶液中离子浓度大小为c（Na⁺）＞c（BO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（BO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）图表数据分析，随温度升高体系半衰期缩短，反应速率加快，故答案为：温度越大，反应速率越大；
（3）NaBH₄与水反应制氢气：BH₄^-+2H₂O=BO₂^-+4H₂↑，反应实质为水电离出来的H⁺被还原，图表数据可知PH增大，半衰期增长，反应速率减慢，体系碱性越强，水电离出来的H⁺浓度越低，因而反应速率越慢，
故答案为：体系碱性越强，水电离出来的H⁺浓度越低，因而反应速率越慢；
（4）随反应进行，溶液的pH逐渐增大，反应速率变小．常温时，当体系pH＞12，半衰期为6． 19×10³min，反应速率很小，反应几乎停止，
故答案为：随反应进行，溶液的pH逐渐增大，反应速率变小．常温时，当体系pH＞12，半衰期为6． 19×10³min（约为4.3天），反应速率非常小，可认为反应停止．