Question

11．氨、硫、氯及其化合物对环境有着重要的影响，在化工生产和日常生活中的用途也十分广泛，如用做漂白剂、沉淀剂、农药、化肥等．
（1）以N₂ 和H₂ 为原料合成氢气的反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=QkJ．mol^-1．已知N-N 键键能为946kJ．mol^-1，H-H键键能为436kJ．mol ^-1，N-H键键能为391kJ．mol^-1，则Q=-92．
（2）将体积均为560mL（标准状况下）的SO₂  和Cl₂ 同时缓慢通水中，得到1.0L溶液，则溶液pH=1．
（3）物质的量浓度相等的NH₄HSO₃溶液和NaHSO₃溶液中，阴离子的电离程度较小的是NH₄HSO₃（填化学式），原因是铵根离子水解呈酸性，抑制亚硫酸氢根离子的电离
（4）用惰性电极电解NaHSO₃ 溶液的装置如图所示，则I是Na₂SO₃（填化学式，下同），阳极区放出的混合气体的成分为O₂、SO₂．
（5）氨水是一种常见的沉淀剂．向1.0L2.0×10^-4mol．L^-1的MgCl₂ 溶液中通入 （不考虑溶液体积的变化），有白色沉淀生成．
①写出生成白色沉淀的离子方程式Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺．
②当反应中开始有白色沉淀出现时，通人的体积（标准状况）为118.72mL．（已知实验条件下NH₃．H₂O的电离平衡常数为1.8×l0^-5，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11）

Answer 1

分析 （1）△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和；
（2）等体积SO₂和Cl₂ 同时缓慢通水中发生Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，结合方程式计算；
（3）NH₄HSO₃溶液铵根离子水解呈酸性，抑制亚硫酸氢根离子的电离；
（4）阴极生成氢气，同时生成OH^-，与NaHSO₃溶液反应生成Na₂SO₃；阳极生成氧气，同时生成H⁺，与NaHSO₃反应生成SO₂；
（5）氨水溶液呈碱性，与MgCl₂ 溶液反应生成氢氧化镁沉淀，根据Ksp计算生成沉淀时的c（OH^-），结合氨水的电离平衡常数计算需要氨气的体积．

解答 解：1）△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=（946kJ．mol^-1）+3×（436kJ．mol ^-1）-6×（391kJ．mol^-1）=-92kJ．mol^-1，
故答案为：-92；
（2）n（SO₂）=n（Cl₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，
等体积SO₂和Cl₂ 同时缓慢通水中发生Cl₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，则生成n（H⁺）=0.025mol×4=0.1mol，c（H⁺）=$\frac{0.1mol}{1.0L}$=0.1mol/L，
pH=-lg0.1=1，
故答案为：1；
（3）NH₄HSO₃溶液铵根离子水解呈酸性，抑制亚硫酸氢根离子的电离，则阴离子的电离程度较小的是NH₄HSO₃，
故答案为：NH₄HSO₃；铵根离子水解呈酸性，抑制亚硫酸氢根离子的电离；
（4）阴极生成氢气，同时生成OH^-，与NaHSO₃溶液反应生成Na₂SO₃，阳极生成氧气，同时生成H⁺，与NaHSO₃反应生成SO₂，
故答案为：Na₂SO₃；O₂、SO₂；
（5）①氨水溶液呈碱性，与MgCl₂ 溶液反应生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案为：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
②开始有白色沉淀出现时，c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1.8×1{0}^{-11}}{2.0×1{0}^{-4}}}$mol/L=3×l0^-4mol/L，
结合氨水的电离平衡常数=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=1.8×l0^-5，c（NH₃．H₂O）=5×l0^-3mol/L，
未电离前c（NH₃．H₂O）=5×l0^-3mol/L+3×l0^-4mol/L=5.3×l0^-3mol/L，
n（NH₃）=5.3×l0^-3mol，
通入氨气的体积=5.3×l0^-3mol/L×22.4L/mol=0.11872L=118.72mL，
故答案为：118.72．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应与能量变化、pH的计算、盐类的水解以及难溶电解质的溶解平衡等问题，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，注意相关知识的积累，难度中等．