Question

【题目】氮及其化合物在工农业生产生活中应用广泛，请解决下列问题。

（1）硫酸铜溶液时白磷引起中毒的一种解毒剂：

P4+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4，若6molH3PO4生成，则被CuSO4氧化的P4的物质的量为 。

（2）氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：

①2NH3(g）＋CO2(g）＝NH2CO2NH4(s）；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1

②NH2CO2NH4(s）＝CO (NH2）2(s）＋H2O(g）；ΔH＝a kJ·mol－1

③2NH3(g）＋CO2(g）＝CO(NH2）2(s）＋H2O(g）；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1

则a为 。

（3）右图表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。生产中可分离出的物质A的化学式为 。

（4）常温下，向0.1mol/L氨水中加入少许N2O5，使溶液中c(NH3·H2O）:c(NH4+）=5：9,此时溶液的pH= .(25℃时，NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5）

（5）SiO2溶于氢氟酸后生成一种极强的二元酸和水，经分析该酸由3种元素组成，其中氟元素的质量分数为79.17%。请写出SiO2溶于氢氟酸的离子方程式 。

Answer 1

【答案】

（1）0.75mol；

（2）＋72.49KJ/mol；

（3）N2＋6e—＋8H+＝2NH4+ ；NH4Cl

（4）9；

（5）SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O

【解析】

试题分析：（1）Cu元素的化合价由+2价降低到+1价，CuSO4是氧化剂，P4中部分磷元素由0价降低到-3价，部分磷元素由0价升高到+5价，磷元素的化合价既升高又降低，所以P4既是氧化剂又是还原剂，若6molH3PO4生成，则参加反应CuSO4为6mol×=15mol，根据电子转移守恒，被CuSO4氧化的P4的物质的量为=0.75mol，故答案为：0.75；

（2）①2NH3(g）+CO2(g）=NH2CO2NH4(s）；△H=-159.47kJmol-1，②NH2CO2NH4(s）=CO(NH2）2(s）+H2O(g）；△H=a kJmol-1，③2NH3(g）+CO2(g）=CO(NH2）2(s）+H2O(g）；△H=-86.98kJmol-1，依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③，得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol，a=+72.49KJ/mol；故答案为：+72.49；

（3）以N2、H2为原料，以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+；负极是氢气失电子生成氢离子，政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵；故答案为：N2+6e-+8H+=2NH4+；NH4Cl；

（4）c(NH3·H2O）:c(NH4+）=5：9，则c(NH3·H2O）=mol/L，c(NH4+）=mol/L，根据NH3H2ONH4++OH-，Kb=1.8×10-5=，解得：c(OH-）=1.0×10-5mol/L，则c(H+）==1.0×10-9mol/L，pH=9，故答案为：9。

（5）SiO2溶于氢氟酸后生成一种极强的二元酸和水，该酸由3种元素组成，其中氟元素的质量分数为79.17%，分子中H原子数目为2，令该酸的化学式为：H2SixFy，根据化合价代数和为0可知2+4x-y=0，由氟元素质量分数有=79.17%，联立解得x=1，y=6，故该酸为H2SiF6，故SiO2溶于氢氟酸的离子反应方程式为：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O；故答案为：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O。