Question

（1）氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防部建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：
①氮元素原子的L層電子數(shù)為

 

；
②NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
③肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
N₂H₄（l）+O₂ （g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；該反應(yīng)中氧化劑是

 

．
④寫出肼一空氣堿性燃料電池放電時(shí)正極的反應(yīng)式為

 

；若電池工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生無污染的N₂，則當(dāng)電池中轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生N₂（按標(biāo)態(tài)計(jì)）

 

L．（不考慮各種損耗）．
（2）KI溶液與Pb（NO₃）₂溶液混合可形成PbI₂沉淀，已知PbI₂的K_sp=7.0×10^-9，現(xiàn)將等體積的KI溶液與Pb（NO₃）₂溶液混合，當(dāng)KI的濃度為1×10^-2 mol/L時(shí)，若要生成沉淀則所需的Pb（NO₃）₂溶液的最小濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),原子核外電子排布,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）①依據(jù)氮原子的原子序數(shù)是7，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)示意圖分析判斷；
②NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），依據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)變化分析書寫化學(xué)方程式：
③依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合題干熱化學(xué)方程式計(jì)算寫出；
④從作為燃料電池時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂，據(jù)此解答即可；
（2）沉淀是PbI₂，混合后，c（I^-）═5×10^-3mol/L，根據(jù)Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-）計(jì)算即可．

解答： 解：（1）①氮元素原子的原子序數(shù)為7，原子的L層電子數(shù)為5，故答案為：5；
②NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），次氯酸鈉做氧化劑，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
③由①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1，②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，該反應(yīng)中N₂O₄的化合價(jià)降低，屬于氧化劑，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；N₂O₄；
④肼一空氣燃料堿性電池中，正極上空氣中的氧氣得到電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負(fù)極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮?dú)�，電極反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故當(dāng)電池中轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生N₂1mol，標(biāo)況下體積為22.4L，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；22.4；
（2）根據(jù)題意，沉淀是PbI₂，混合后，c（I^-）═5×10^-3mol/L，根據(jù)Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-），則生成沉淀時(shí)，混合溶液中的Pb（NO₃）₂溶液的最小濃度為

7.0×10-9

(5×10-3)2

=2.8×10^-4（mol/L），混合前，即原Pb（NO₃）₂溶液的最小濃度為2×2.8×10^-4mol/L=5.6×10^-4mol/L．
故答案為：5.6×10^-4mol/L．

點(diǎn)評：本題主要考查了原子結(jié)構(gòu)，熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，還涉及氧化還原反應(yīng)原理、溶度積等的計(jì)算，具有一定的綜合性，題目難度不大．