Question

8．氮可以形成多種化合物，如NH₃、N₂H₄、HCN、NH₄NO₃等．
（1）已知：N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H=+50.6kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
則①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622.2kJ•mol^-1
②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l） 不能自發(fā)進行的原因是△H＞0，△S＜0．
③用次氯酸鈉氧化氨，可以得到N₂H₄的稀溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O．
（2）采礦廢液中的CN^- 可用H₂O₂處理．已知：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-   HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-
用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O₈^2-，S₂O₈^2-水解可以得到H₂O₂．寫出陽極上的電極反應(yīng)式2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺．
（3）氧化鎂處理含NH₄⁺的廢水會發(fā)生如下反應(yīng)：
MgO+H₂O?Mg（OH）₂       Mg（OH）₂+2NH₄⁺?Mg²⁺+2NH₃•H₂O．
①溫度對氮處理率的影響如圖所示．在25℃前，升高
溫度氮去除率增大的原因是升高溫度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出．
②剩余的氧化鎂，不會對廢水形成二次污染，理由是氧化鎂難溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不會形成二次污染．
（4）滴定法測廢水中的氨氮含量（氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中）步驟如下：
①取10mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中，再加蒸餾水至總體積為175mL
②先將水樣調(diào)至中性，再加入氧化鎂使水樣呈微堿性，加熱
③用25mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH₃+4H₃BO₃=（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O]
④將吸收液移至錐形瓶中，加入2滴指示劑，用c mol•L^-1的硫酸滴定至終點[（NH₄）₂B₄O₇+H₂SO₄+5H₂O=（NH₄）₂SO₄+4H₃BO₃]，記錄消耗的體積V mL．
則水樣中氮的含量是2800cVmg•L^-1（用含c、V的表達式表示）．（請寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ•mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律來計算；
②依據(jù)△H-T△S＜0判斷反應(yīng)自發(fā)進行；
③用次氯酸鈉氧化氨，可以得到N₂H₄和氯化鈉，據(jù)此書寫方程式；
（2）電解池中陰離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①依據(jù)氨氣溶解度隨溫度增大減小分析；
②氧化鎂是難溶物質(zhì)；
（4）依據(jù)滴定實驗步驟和滴定用量結(jié)合化學(xué)方程式計算分析得到．

解答 解：（1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ•mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-622.2KJ/mol，
故答案為：-622.2；　
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）不能自發(fā)進行的原因是△H-T△S＞0，則反應(yīng)△S＜0，△H＞0，故答案為：△H＞0，△S＜0；
③用次氯酸鈉氧化氨，可以得到N₂H₄和氯化鈉，方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O₈^2-，HSO₄^-離子在陽極失電子生成S₂O₈^2-，電極反應(yīng)為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺，
故答案為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺；
（3）①在25℃前，升高溫度氮去除率增大的原因是因為氨氣溶解度隨溫度升高，溶解度減小，
故答案為：升高溫度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出；
②剩余的氧化鎂，是難溶于水的物質(zhì)沉淀出不形成污染，不會對廢水形成二次污染，
故答案為：氧化鎂難溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不會形成二次污染；
（4）依據(jù)滴定實驗和反應(yīng)化學(xué)方程式可知：
2NH₃～（NH₄）₂B₄O₇～H₂SO₄
2              1
2×cV×10^-3mol cV×10^-3mol
水樣中氮的含量=$\frac{2cV×1{0}^{-3}mol×14g/mol}{0.01L}$=2.8cV（g/L）=2800cV（mg/L），
故答案為：2800cV．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用，電極原理的分析判斷電極書寫，實驗過程分析理解，滴定實驗的計算應(yīng)用，題目難度中等．