Question

12．含氮化合物是重要的化工原料．存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

（1）工業(yè)上常用濃氨水檢驗(yàn)氯氣管道是否泄漏．
①氨氣溶于水的過(guò)程中存在的平衡有（用離子方程式表示）NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-．
②向固體氧化鈣中滴加濃氨水，可用于實(shí)驗(yàn)室制取少量氨氣，簡(jiǎn)述原理氧化鈣與水反應(yīng)放熱，生成氫氧化鈣溶于水增大了OH^-離子濃度，氨水中的離子平衡向左移動(dòng)，使氨氣揮發(fā)出來(lái)．
（2）轉(zhuǎn)化Ⅱ中發(fā)生的系列反應(yīng)，在工業(yè)上可以用來(lái)制備硝酸，寫(xiě)出①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）現(xiàn)代工業(yè)常以氯化鈉、二氧化碳和氨氣為原料制備純堿．轉(zhuǎn)化Ⅲ中部分反應(yīng)如下：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl（飽和）═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
①轉(zhuǎn)化Ⅲ中有NaHCO₃沉淀析出的原因是混合液中NaHCO₃的溶解度最小，溶液達(dá)過(guò)飽和時(shí)會(huì)有NaHCO₃晶體析出．
②欲測(cè)定某工業(yè)純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)方案如下：
準(zhǔn)確稱取10.00g樣品，加入過(guò)量的鹽酸，充分反應(yīng)，蒸干、冷卻后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g．樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.4%．
（4）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(wú)污染等特點(diǎn)．工作原理如圖2所示：
①固體氧化物作為電池工作的電解質(zhì)，O^2-移向（填字母）A．
A．電極a        B．電極b
②該電池工作時(shí)，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)為2NH₃+3O ^2--6e^-=N₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）①氨氣溶于水與水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離形成銨根和氫氧根離子，據(jù)此書(shū)寫(xiě)；
②根據(jù)氧化鈣與水反應(yīng)放熱，促進(jìn)氨水中的離子平衡向左移動(dòng)，使氨氣揮發(fā)出來(lái)；
（2）氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）①根據(jù)NaHCO₃的溶解度最小，溶液達(dá)過(guò)飽和時(shí)會(huì)有NaHCO₃晶體析出分析；
②根據(jù)Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)無(wú)污染的特點(diǎn)可知反應(yīng)為2NH₃+3O₂=N₂+6H₂O，通入氨氣的一極為負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生成氮?dú)猓?/p>

解答 解：（1）①氨氣溶于水與水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離形成銨根和氫氧根離子，電離方程式為NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
②向固體氧化鈣中滴加濃氨水，因?yàn)檠趸�鈣與水反應(yīng)放熱，促進(jìn)氨水中的離子平衡向左移動(dòng)，使氨氣揮發(fā)出來(lái)，故答案為：氧化鈣與水反應(yīng)放熱，生成氫氧化鈣溶于水增大了OH^-離子濃度，氨水中的離子平衡向左移動(dòng)，使氨氣揮發(fā)出來(lái)；
（2）氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮和水，方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）①因?yàn)镹aHCO₃的溶解度最小，所以溶液達(dá)過(guò)飽和時(shí)會(huì)有NaHCO₃晶體析出，故答案為：混合液中NaHCO₃的溶解度最小，溶液達(dá)過(guò)飽和時(shí)會(huì)有NaHCO₃晶體析出；
②設(shè)10.00g樣品中含碳酸鈉為xg，則
    Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
      106        2×58.5
      x           10.99
所以$\frac{106}{x}$=$\frac{2×58.5}{10.99}$，解得x=9.96g，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.96}{10}$×100%=99.6%，故答案為：99.6%；
（4）①通入氨氣的一極為負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即由電極b向電極a移動(dòng)，故選：A；
②在a上發(fā)生的反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)，氨氣被氧化生成氮?dú)�，電極方程式為2NH₃+3O ^2--6e^-=N₂+3H₂O，故答案為：2NH₃+3O^2--6e^-=N₂+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及氨水的電離平衡，純堿的制備原理以及電化學(xué)知識(shí)，綜合考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，為高考高頻考點(diǎn)和常見(jiàn)題型，難度中等，注意電極方程式的書(shū)寫(xiě)．