Question

(16分)氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。

（1）室温下，0.1mol/L的亚硝酸（HNO₂）、次氯酸的电离常数K_a分别为： 7.1×10^-4， 2.98×10^-8。将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，c(H⁺)将       （填“不变”、“增大”、“减小”）；K_a值将（填“不变”、“增大”、“减小”）      。写出HNO₂、HClO、NaNO₂、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式                          。

（2）羟胺(NH₂OH) 可看成是氨分子内的l 个氢原子被羟基取代的产物，常用作还原剂，其水溶液显弱碱性。已知NH₂OH 在水溶液中呈弱碱性的原理与NH₃在水溶液中相似，请用电离方程式表示其原因         。

（3）亚硝酸钠与氯化钠都是白色粉末，且都有咸味，但亚硝酸盐都有毒性，通常它们可以通过加入热的白醋鉴别，亚硝酸钠遇到白醋会产生一种红棕色刺激性气味气体和一种无色刺激性气味气体，该反应的离子方程式为           。

（4）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。

①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO₂的作用是用于造渣（CaSiO₃），焦炭的作用是           。

②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO₄溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO₄所能氧化的白磷的物质的量为           。

（5）若处理后的废水中c(PO₄^3－)＝4×10^－7 mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)＝        mol·L^－1。（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

（6）某液氨-液氧燃料电池示意图如下，该燃料电池的工作效率为50%，现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液中NaOH的浓度为0.3 mol·L^－1，则该过程中消耗氨气的质量为       。（假设溶液电解前后体积不变）

Answer

（1）减小（1分） 不变（1分） HNO2+ClO2-=NO2- + HClO（2分）

（2）NH2OH + H2O NH3OH+ + OH-（2分）

（3）2NO2 - +2CH3COOH==NO2 ↑+ NO↑ +2CH3COO- + H2O（2分）

（4）① 作还原剂（1分） ② 0.05mol （2分） （5）5×10－6（2分）

（6）1.7g（2分）

【解析】

试题分析：（1）HNO2H++NO2-在溶液中存在电离平衡，将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，电离平衡正向移动，使c(H+)增大，而加水稀释使溶液中c(H+)减小，由于平衡移动的趋势是微弱的，稀释作用大于平衡移动的影响，所以c(H+)将减小；酸的电离平衡常数越大，酸的酸性就越强。根据复分解反应的规律：强酸+弱酸盐——弱酸+强酸盐。由于酸性HNO2>HClO，所以HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式是HNO2+ClO2-=NO2- + HClO；（2）羟胺(NH2OH) 可看成是氨分子内的l 个氢原子被羟基取代的产物，常用作还原剂，其水溶液显弱碱性。已知NH2OH 在水溶液中呈弱碱性的原理与NH3在水溶液中相似，则用电离方程式表示其原因是NH2OH + H2O NH3OH+ + OH-；（3）亚酸钠遇到白醋会产生一种红棕色刺激性气味气体NO2和无色刺激性气味气体，根据氧化还原反应的规律，可知该气体是NO，反应的离子方程式为2NO2 - +2CH3COOH==NO2 ↑+ NO↑ +2CH3COO- + H2O；（4）① 步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，根据产生的物质及元素的化合价的变化可知其中SiO2的作用是用于造渣（CaSiO3），焦炭的作用是作还原剂。② 不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO4在反应中得到1mol的电子，而1mol的白磷在反应中会失去4×5mol=20mol的电子，所以1mol CuSO4的所能氧化的白磷的物质的量为1mol÷20=0.05mol；（5）由于Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10－29，所以若处理后的废水中c(PO43－)＝4×10－7 mol·L－1，则溶液中c3(Ca2+)＝2×10－29÷(4×10－7 )2=1/8×10－15，所以c(Ca2+)＝1/2×10－5=5×10－6mol/L。（6）在闭合回路中电子转移的物质的量相等。根据方程式2NaCl＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2NaOH.可知：n(e-)= n(NaOH)= 0.3 mol/L×0. 5L=0.15mol，该燃料电池的工作效率为50%，则在燃料电池中转移电子的物质的量是0.30mol，每1mol的NH3反应转移电子3mol，所以消耗氨气的物质的量是0.10mol，其质量是0.10mol×17g/mol=1.7g。

考点：考查电离平衡常数的应用、复分解反应、氧化还原反应方程式的书写、电化学反应的应用的知识。