Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產生活中應用廣泛，請解決下列問題。

（1）硫酸銅溶液時白磷引起中毒的一種解毒劑：

P4+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4，若6molH3PO4生成，則被CuSO4氧化的P4的物質的量為 。

（2）氮的化合物合成、應用及氮的固定一直是科學研究的熱點。以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應如下：

①2NH3(g）＋CO2(g）＝NH2CO2NH4(s）；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1

②NH2CO2NH4(s）＝CO (NH2）2(s）＋H2O(g）；ΔH＝a kJ·mol－1

③2NH3(g）＋CO2(g）＝CO(NH2）2(s）＋H2O(g）；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1

則a為 。

（3）右圖表示使用新型電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl－NH4Cl為電解質溶液制造出既能提供能量，同時又能實現氮固定的新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應式 。生產中可分離出的物質A的化學式為 。

（4）常溫下，向0.1mol/L氨水中加入少許N2O5，使溶液中c(NH3·H2O）:c(NH4+）=5：9,此時溶液的pH= .(25℃時，NH3·H2O的電離常數Kb=1.8×10-5）

（5）SiO2溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水，經分析該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%。請寫出SiO2溶于氫氟酸的離子方程式 。

Answer 1

【答案】

（1）0.75mol；

（2）＋72.49KJ/mol；

（3）N2＋6e—＋8H+＝2NH4+ ；NH4Cl

（4）9；

（5）SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O

【解析】

試題分析：（1）Cu元素的化合價由+2價降低到+1價，CuSO4是氧化劑，P4中部分磷元素由0價降低到-3價，部分磷元素由0價升高到+5價，磷元素的化合價既升高又降低，所以P4既是氧化劑又是還原劑，若6molH3PO4生成，則參加反應CuSO4為6mol×=15mol，根據電子轉移守恒，被CuSO4氧化的P4的物質的量為=0.75mol，故答案為：0.75；

（2）①2NH3(g）+CO2(g）=NH2CO2NH4(s）；△H=-159.47kJmol-1，②NH2CO2NH4(s）=CO(NH2）2(s）+H2O(g）；△H=a kJmol-1，③2NH3(g）+CO2(g）=CO(NH2）2(s）+H2O(g）；△H=-86.98kJmol-1，依據熱化學方程式和蓋斯定律①+②=③，得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol，a=+72.49KJ/mol；故答案為：+72.49；

（3）以N2、H2為原料，以HCl-NH4Cl為電解質溶液構成新型燃料電池，正極發生還原反應，即氮氣被還原生成NH4+，電極反應式為N2+6e-+8H+=2NH4+；負極是氫氣失電子生成氫離子，政績生成銨根離子在電解質溶液中可以分離出氯化銨；故答案為：N2+6e-+8H+=2NH4+；NH4Cl；

（4）c(NH3·H2O）:c(NH4+）=5：9，則c(NH3·H2O）=mol/L，c(NH4+）=mol/L，根據NH3H2ONH4++OH-，Kb=1.8×10-5=，解得：c(OH-）=1.0×10-5mol/L，則c(H+）==1.0×10-9mol/L，pH=9，故答案為：9。

（5）SiO2溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水，該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%，分子中H原子數目為2，令該酸的化學式為：H2SixFy，根據化合價代數和為0可知2+4x-y=0，由氟元素質量分數有=79.17%，聯立解得x=1，y=6，故該酸為H2SiF6，故SiO2溶于氫氟酸的離子反應方程式為：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O；故答案為：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O。