Question

已知氮元素有許多化合價(jià)，其化合價(jià)有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5

（1）下表是硝酸與某種金屬M(fèi)在某些條件下反應(yīng)所得還原產(chǎn)物的關(guān)系：

通過分析上表可得出的結(jié)論是：當(dāng)硝酸與金屬M(fèi)反應(yīng)時(shí)，________________。

金屬鋅與某濃度的硝酸反應(yīng)時(shí)，無氣體產(chǎn)生，則此化學(xué)反應(yīng)中被還原的硝酸與參加反應(yīng)的硝酸物質(zhì)的量之比是________。

（2）以氨作為燃料的固體氧化物（含有O^2－)燃料電池，具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、能量效率高、無污染等特點(diǎn)，另外氨氣含氫量高，不含碳，易液化，方便運(yùn)輸和貯存，是很好的氫源載體。其工作原理如圖所示：

①該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為______          __ 

②固體氧化物作為電池工作的電解質(zhì)，O^2-移動(dòng)方向?yàn)開_______(選填“由電極a向電極b”或“由電極b向電極a”)。

③該電池工作時(shí)，在接觸面上發(fā)生的電極反應(yīng)為________。

（3）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備 受到人們的關(guān)注。如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，寫出在電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式________________。

 

 

Answer 1

【答案】

 

（1）硝酸的濃度或溫度不同，硝酸的還原產(chǎn)物也不同； 1:10

（2）4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O；由電極b向電極a；2NH₃+3O^2—－6e^－=N₂+3H₂O

（3）N₂O₄+2HNO₃－2e^－=2N₂O₅+2H⁺

【解析】

試題分析：（1）分析表格，可知硝酸的濃度及反應(yīng)溫度不同，硝酸的還原產(chǎn)物也不同。

Zn與硝酸反應(yīng)無氣體產(chǎn)生，說明硝酸的還原產(chǎn)物為NH₄NO₃，據(jù)此可此而出方程式：4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₃+NH₄NO₃+3H₂O，生成NH4NO3中NH4+的硝酸是被還原的硝酸，其與參與反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量之比為1:10。

（2）電池總反應(yīng)是NH₃和O₂反應(yīng)，生成N₂和H₂O。

在原電池電解質(zhì)中，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，燃料電池通入燃料的a極為負(fù)極，通入空氣的b極為正極，因此O^2-由b移向a。

接觸面上發(fā)生的反應(yīng)是負(fù)極的燃料NH₃失電子，與電解質(zhì)O^2-結(jié)合生成N₂和H₂O。

（3）電解時(shí)，陽極失電子，因此N₂O₄和HNO₃失電子產(chǎn)生N₂O₅。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)，燃料電池，電解池，電極反應(yīng)式書寫。