Question

2015年8月12日天津港特大爆炸事故，再一次引发了人们对环境问题的关注。据查危化仓库中存有大量的钠、钾、白磷（P₄）、硝酸铵和氰化钠（NaCN）。

（1）白磷有毒能和氯酸溶液发生氧化还原反应：3P₄ + 10HClO₃ + 18H₂O = 10HCl + 12H₃PO₄，该反应的氧化产物是         ，若有1 mol P₄参加反应转移电子为         mol。

（2）氰化钠（NaCN）是一种化工原料，用于基本化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理等方面。

①已知：25℃时，HCN的电离平衡常数K_a=6.2×10^-10，H₂CO₃在25℃时的电离平衡常数是K_a1= 4.5×10^-7、K_a2 = 4.7×10^-11，则向 NaCN溶液通入少量CO₂反应方程式是：                       。

②常温下，氰化钠能与过氧化氢溶液反应，生成碳酸氢钠和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，大大降低其毒性。该反应的化学方程式是：                      。

③电解法可以处理空气中的氮氧化物，用如图示电解池，将NO_x在电解池中分解成无污染的N₂和O₂除去，两电极间是固体氧化物电解质，在一定条件下可自由传导O^2­-，电解池阴极反应为         。

（3）①传统工业上利用氨气可以合成尿素。主要反应如下：

2NH₃（g）+CO₂（g）=NH₂CO₂NH₄（s）   △H= - 159.47 kJ·mol^-1

NH₂CO₂NH₄（s）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）   △H= +72.49 kJ·mol^-1

反应2NH₃（g）+ +CO₂（g）= CO（NH₂）（s）+H₂O（g）的△H=             kJ·mol^-1

②工业上用氨气制备硝酸，将一定质量的铁粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中充分反应后，容器中剩余m₁ g铁粉，此时共收集到NO气体448mL（标准状况）。然后向上述混合物中加入稀硫酸至不再产生NO为止，容器剩余铁粉m₂ g，则m₁－m₂为          。（若铁改为铜，答案相应改正）

Answer

（1）H3PO4（1分）；20（1分）

（2）①CO2+NaCN+H2O=NaHCO3+HCN（2分）

②NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑（2分）

③2NOx + 4xe- = N2 + 2xO2-（2分）

（3）①—86.98 （2分） ②5.04g（2分）

【解析】

试题分析：（1）反应过程中磷的化合价升高，所以H3PO4是氧化产物，1 mol P4参加反应化合价升高5价，所以转移5×4=20mol电子。

（2）①因为HCN的电离平衡常数在H2CO3的两极电离平衡常数之间，故向 NaCN溶液通入少量CO2反应：CO2+NaCN+H2O=NaHCO3+HCN；②能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，是氨气，故常氰化钠能与过氧化氢溶液反应方程式：NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑；③电解池阴极发生还原反应，反应方程式：2NOx + 4xe- = N2 + 2xO2-。

（3）①据盖斯定律①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s） △H1= - 159.47 kJ·mol-1，②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H2= +72.49 kJ·mol-1，③2NH3（g）+ CO2（g）= CO（NH2）（s）+H2O

（g）△H3，③=①+②，△H3=-159.47+72.49=-86.98 kJ·mol-1；②档容器中剩余m1 g铁粉，生成448mlNO,物质的量=0.448/22.4=0.02mol,转移电子0.02×3=0.06mol，铁由0价变为+2价，所以生成的二价铁0.06/2=0.03mol,对应的硝酸根是0.06mol，加入硫酸时氮元素全部转化为NO，转移电子0.06×3=0.18mol，继续溶解的铁是0.18/2=0.09mol,质量=0.09×56=5.04g,所以质量变化5.04g。

考点：考查热化学反应方程式及计算