Question

17．連二次硝酸（H₂N₂O₂）是一種二元酸，可用于制N₂O氣體．
（1）連二次硝酸中氮元素的化合價為+1．
（2）常溫下，用0.01mol•L^-1的NaOH溶液滴定10mL0•01mol•L^-1H₂N₂O₂溶液，測得溶液PH與NaOH溶液體積的關系如圖所示．
①寫出H₂N₂O₂在水溶液中的電離方程式：H₂N₂O₂?HN₂O₂^-+H⁺．
②c點時溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（N₂O₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂O₂^-）＞c（H⁺）．
③b點時溶液中c（H₂N₂O₂）＞（填“＞”“＜”或“=”，下同）c（N₂O₂^2-）．
④a點時溶液中c（Na⁺）＞c（HN₂O₂^-）+c（N₂O₂^2-）．
（3）硝酸銀溶液和連二次硝酸鈉溶液混合，可以得到黃色的連二次硝酸銀沉淀，向該分散系中滴加硫酸鈉溶液，當白色沉淀和黃色沉淀共存時，分散系中$\frac{c（{N}_{2}{O}_{2}^{2-}）}{c（S{O}_{4}^{2-}）}$=3.0×10^-4
[已知K_sp（Ag₂N₂O₂）=4.2×10^-9，K_sp（Ag₂SO₄）=1.4×10^-5]．

Answer 1

分析 （1）根據H₂N₂O₂中H、O元素的化合價分別為+1、-2及總化合價之和為0進行計算N元素的化合價；
（2）①根據圖象可知，0.01mol/L的H₂N₂O₂溶液的pH=4.3，說明H₂N₂O₂為二元弱酸，二元弱酸只要以第一步電離為主，據此寫出其電離方程式；
②c點滴入20mL相同濃度的NaOH溶液，反應后溶質為Na₂N₂O₂，N₂O₂^-部分水解，溶液呈堿性，結合電荷守恒判斷各離子濃度大小；
③b點溶質為NaHN₂O₂，溶液呈堿性，則HN₂O₂^-的水解程度大于其電離程度；
④a點時溶液的pH=7，則c（OH^-）=c（H⁺），根據電荷守恒可知c（Na⁺）=c（HN₂O₂^-）+2c（N₂O₂^2-）；
（3）根據$\frac{c（{N}_{2}{O}_{2}^{2-}）}{c（S{O}_{4}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}{N}_{2}{O}_{2}）}{{K}_{sp}（A{g}_{2}S{O}_{4}）}$及二者的溶度積進行計算．

解答 解：（1）H₂N₂O₂分子中H的化合價為+1，O元素的化合價為-2，設N元素的化合價為x，根據總化合價之和為0可知：2x+（+1）×2+（-2）×2=0，解得：x=1，即N元素的化合價為+1，
故答案為：+1；
（2）①根據圖象可知，氫氧化鈉溶液體積為0時，0.01mol/L的H₂N₂O₂溶液的pH=4.3，說明H₂N₂O₂為二元弱酸，二元弱酸只要以第一步電離為主，則其電離方程式為：H₂N₂O₂?HN₂O₂^-+H⁺，
故答案為：H₂N₂O₂?HN₂O₂^-+H⁺；
②c點滴入20mL相同濃度的NaOH溶液，反應后溶質為Na₂N₂O₂，N₂O₂^-部分水解，溶液呈堿性，則：c（OH^-）＞c（H⁺），由于溶液中氫氧根離子還來自水的電離及HN₂O₂^-的水解，則c（OH^-）＞c（HN₂O₂^-），溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（N₂O₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂O₂^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（N₂O₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂O₂^-）＞c（H⁺）；
③b點溶質為NaHN₂O₂，溶液的pH＞7，說明溶液顯示堿性，則HN₂O₂^-的水解程度大于其電離程度，所以c（H₂N₂O₂）＞c（N₂O₂^2-），
故答案為：＞；
④根據圖象可知，a點時溶液的pH=7，溶液呈中性，則c（OH^-）=c（H⁺），根據電荷守恒可知c（Na⁺）=c（HN₂O₂^-）+2c（N₂O₂^2-），所以c（Na⁺）＞c（HN₂O₂^-）+c（N₂O₂^2-），
故答案為：＞；
（3）當兩種沉淀共存時，$\frac{c（{N}_{2}{O}_{2}^{2-}）}{c（S{O}_{4}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}{N}_{2}{O}_{2}）}{{K}_{sp}（A{g}_{2}S{O}_{4}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{-9}}{1.4×1{0}^{-5}}$=3.0×10^-4，
故答案為：3.0×10^-4．

點評 本題考查了離子濃度大小比較、難溶物溶度積的計算，題目難度中等，明確反應后溶質組成及難溶物溶度積的表達式即可解答，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．