Question

1．氮的重要化合物如氨、肼（N₂H₄）、NO、NO₂、HNO₃、硝酸鹽等，在生產(chǎn)、生活中具有重要作用．
（1）利用NH₃的還原性可消除氮氧化物的污染，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=+44.0kJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=+229.3kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₄，則△H₄=-2317.0kJ•mol^-1．
（2）亞硝酸是一種弱酸，能證明亞硝酸是弱電解質(zhì)的是AD
A．常溫下，亞硝酸鈉溶液的pH＞7
B．亞硝酸能和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)
C．用亞硝 酸 溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗
D．常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4
（3）一定溫度下，將a mol/L的氨水與b mol/LH₂SO₄溶液等體積混合，充分反應(yīng)后有：2c（SO₄^2-）=c（NH₄⁺），用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中NH₃•H₂O的電離常數(shù)為$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7．
（4）使用NaBH₄為誘導(dǎo)劑，可使Co²⁺與肼在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)，制得高純度納米鈷，該過程不產(chǎn)生有毒氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O．
（5）X、Y、Z、W分別是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四種強(qiáng)電解質(zhì)中的一種．下表是常溫下濃度均為0.01mol•L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH．

0.01mol•L-1的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

將X、Y、Z各1mol同時溶于水中制得混合溶液，則混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
由蓋斯定律可知（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）；
（2）部分電離的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)，如果亞硝酸部分電離則亞硝酸是弱電解質(zhì)，可以根據(jù)酸溶液或鈉鹽溶液的pH判斷；
（3）在25℃下，將amol/L的氨水與b mol/LH₂SO₄溶液等體積混合，充分反應(yīng)后有：2c（SO₄^2-）=c（NH₄⁺），反應(yīng)平衡時溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)物料守恒得n（NH₃．H₂O）=（0.5a-b）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2O}）}$；
（4）依據(jù)題意，反應(yīng)物為Co²⁺與肼（N₂H₄）、堿性條件下存在OH^-，生成物為：鈷單質(zhì)，據(jù)此得出Co的化合價降低，故N的化合價升高，只能為0價，即氮?dú)�，依�?jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒回答即可；
（5）X、Y、Z各1mol•L^-1同時溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

解答 解：（1）H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l），故△H₄=-906.5-（229.3×5）-（44×6）=-2317.0kJ•mol^-1，
故答案為：-2317.0；   
（2）A、亞硝酸鈉溶液的pH＞7，說明亞硝酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，所以能證明亞硝酸是弱酸，故A正確；
B、亞硝酸能與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)只能說明亞硝酸具有酸性，不能說明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故B錯誤；
C、用亞硝酸鈉溶液作導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗，不能說明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故C錯誤；
D、常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4，說明稀釋亞硝酸時，其氫離子物質(zhì)的量增大，存在電離平衡，故D正確；
故答案為：AD；
（3）在25℃下，將amol/L的氨水與b mol/LH₂SO₄溶液等體積混合，充分反應(yīng)后有：2c（SO₄^2-）=c（NH₄⁺）=bmol/L，反應(yīng)平衡時溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)物料守恒得n（NH₃．H₂O）=（0.5a-b）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2O}）}$=$\frac{1{0}^{-7}×b}{0.5a-b}$=$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7，
故答案為：$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7；
（4）依據(jù)題意，反應(yīng)物為Co²⁺與肼（N₂H₄）、堿性條件下存在OH^-，生成物為：鈷單質(zhì)，據(jù)此得出Co的化合價降低，故N的化合價升高，只能為0價，即氮?dú)�，�?jù)此得出還有水生成，氧化還原反應(yīng)中存在得失電子守恒以及元素守恒，故此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O，
故答案為：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O；
（5）X、Y、Z各1mol•L^-1同時溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用、化學(xué)平衡的移動、弱電解質(zhì)的電離平衡判斷、鹽類水解以及離子濃度大小比較，考查范圍廣，難度較大．