Question

（14分）某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：

甲 + 乙丙 + 丁 + 水。

（1）若丙为NO₂。

①甲与乙反应的化学方程式为                                               。

②火箭常用NO₂的二聚体N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，已知：

N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)         △H ＝－67.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)   △H＝－534.0kJ·mol^-1

2NO₂(g)N₂O₄(g)            △H ＝－52.7kJ·mol^-1

试写出气态肼（N₂H₄）在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：           

___________________________________________________。

③肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池。肼燃料电池原理如右图所示，右边电极为        （填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为               。

（2）若丙为SO₂。

①把乙滴入硫酸铜晶体中，观察到的现象是              。

②SO₂气体有毒，多余的SO₂气体常用足量的NaOH溶液吸收，写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序：                                  。

③在氧化还原反应的过程中，氧化反应和还原反应同时发生，有关反应：

SO₂－2e^－＋2H₂O =SO₄^2－＋4H^＋反应的说法错误的是                          。

A．该反应为氧化反应

B．上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol，则生成溶液的PH值为1

C．Fe₂(SO₄)₃、品红两种溶液都能使上述反应进行

D．通入Cl₂会降低SO₂的漂白作用

 

Answer 1

（1）① C +4HNO₃（浓）CO₂↑+ 4NO₂↑+2H₂O          （2分）

② 2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)＝3N₂(g)＋4H₂O(g)  △H＝－947.6 kJ· mol^－1    （2分）

③ 正极   （2分）      N₂H₄－4e^－＋4OH^－＝N₂＋4H₂O   （2分）

（2）① 蓝色晶体变白色粉末    （2分）

② c(Na⁺)> c( SO₃^2-) > c(OH^-) > c( HSO₃^-)> c(H⁺)     （2分）

③ B  C          （2分）

解析:最外层电子数为次外层的2倍，则是碳元素。

（1）①丙是NO₂，则乙是浓硝酸，和碳反应氧化还原反应，反应式为C + 4HNO₃（浓）CO₂↑+ 4NO₂↑+2H₂O。

②考查盖斯定律的应用。根据①N₂(g) +2O₂(g) ＝2NO₂(g)、②N₂H₄(g) + O₂(g) ＝N₂(g) + 2H₂O(g)和③NO₂(g) 1/2N₂O₄(g)可知，如果②×2－①－③即得到2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g)＝3N₂(g)＋4H₂O(g)，所以反应热为－534.0 kJ/mol×2＋67.7 kJ/mol+52.7 kJ/mol＝－947.6kJ/mol。

③右侧通入氧气，则是正极，左侧是负极，肼失去电子，发生氧化反应，电极反应式为N₂H₄－4e^－＋4OH^－＝N₂＋4H₂O。

（2）若丙为SO₂，则乙是浓硫酸，丁是CO₂。①浓硫酸具有吸水性，可以吸收胆矾中的水分子，生成无水硫酸铜，所以蓝色晶体变白色粉末。

②SO₂和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠水解，溶液显碱性。所以浓度大小顺序为c(Na⁺) > c( SO₃^2-) > c(OH^-) > c( HSO₃^-) > c(H⁺)。

③反应失去电子，所以是氧化反应。每转移2mol电子，就生成4mol氢离子，所以若转移电子物质的量为0.05mol，则生成氢离子的物质的量为0.1mol，但溶液的体积是未知的，所以无法计算pH，B不正确。SO₂使品红溶液褪色，不是氧化还原反应，C不正确。氯气具有氧化性，SO₂具有还原性，二者发生氧化还原反应，生成硫酸和盐酸，降低漂白性，D正确。