Question

（14分）某短周期元素的原子最外層電子數為次外層的2倍，其單質甲可發(fā)生如下反應：

甲 + 乙丙 + 丁 + 水。

（1）若丙為NO₂。

①甲與乙反應的化學方程式為                                                。

②火箭常用NO₂的二聚體N₂O₄作氧化劑，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

試寫出氣態(tài)肼（N₂H₄）在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：           

___________________________________________________。

③肼又稱聯氨，廣泛用于火箭推進劑、有機合成及燃料電池。肼燃料電池原理如右圖所示，右邊電極為        （填“正極”、“負極”），左邊電極上發(fā)生的電極反應式為                。

（2）若丙為SO₂。

①把乙滴入硫酸銅晶體中，觀察到的現象是               。

②SO₂氣體有毒，多余的SO₂氣體常用足量的NaOH溶液吸收，寫出吸收液中離子濃度由大到小的順序：                                   。

③在氧化還原反應的過程中，氧化反應和還原反應同時發(fā)生，有關反應：

SO₂－2e^－＋2H₂O = SO₄^2－＋4H^＋反應的說法錯誤的是                           。

A．該反應為氧化反應

B．上述反應中若轉移電子物質的量為0.05mol，則生成溶液的PH值為1

C．Fe₂(SO₄)₃、品紅兩種溶液都能使上述反應進行

D．通入Cl₂會降低SO₂的漂白作用

 

Answer 1

【答案】

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

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

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

（2）① 藍色晶體變白色粉末     （2分）

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

③ B   C          （2分）

【解析】最外層電子數為次外層的2倍，則是碳元素。

（1）①丙是NO₂，則乙是濃硝酸，和碳反應氧化還原反應，反應式為C + 4HNO₃（濃）CO₂↑+ 4NO₂↑+ 2H₂O。

②考查蓋斯定律的應用。根據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)，所以反應熱為－534.0 kJ/mol×2＋67.7 kJ/mol+52.7 kJ/mol＝－947.6kJ/mol。

③右側通入氧氣，則是正極，左側是負極，肼失去電子，發(fā)生氧化反應，電極反應式為N₂H₄－4e^－＋4OH^－＝N₂＋4H₂O。

（2）若丙為SO₂，則乙是濃硫酸，丁是CO₂。①濃硫酸具有吸水性，可以吸收膽礬中的水分子，生成無水硫酸銅，所以藍色晶體變白色粉末。

②SO₂和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉水解，溶液顯堿性。所以濃度大小順序為c(Na⁺) > c( SO₃^2-) > c(OH^-) > c( HSO₃^-) > c(H⁺)。

③反應失去電子，所以是氧化反應。每轉移2mol電子，就生成4mol氫離子，所以若轉移電子物質的量為0.05mol，則生成氫離子的物質的量為0.1mol，但溶液的體積是未知的，所以無法計算pH，B不正確。SO₂使品紅溶液褪色，不是氧化還原反應，C不正確。氯氣具有氧化性，SO₂具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸和鹽酸，降低漂白性，D正確。