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氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等.
(1)已知:N2(g)+2H2(g)═N2H4(l);△H=+50.6kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-1
①N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l);△H=
-622.2
-622.2
kJ?mol-1
②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)不能自发进行的原因是
△H>0,△S<0
△H>0,△S<0

③用次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是
NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O
NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O

(2)采矿废液中的CN-可用H2O2处理.已知:H2SO4═H++HSO
 
-
4
;HSO
 
-
4
??H++SO
 
2-
4
.用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O
 
2-
8
,S2O
 
2-
8
水解可以得到H2O2.写出阳极上的电极反应式:
2HSO4--2e-═S2O82-+2H+
2HSO4--2e-═S2O82-+2H+

(3)氧化镁处理含NH
 
+
4
的废水会发生如下反应:
MgO+H2O?Mg(OH)2
Mg(OH)2+2NH
 
+
4
?Mg2++2NH3?H2O.
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是
升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出
升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出

②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是
氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染
氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染

(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175mL;②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热;③用25mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3═(NH42B4O7+5H2O];④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol?L-1的硫酸滴定至终点[(NH42B4O7+H2SO4+5H2O═(NH42SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL.则水样中氮的含量是
2 800cV
2 800cV
mg?L-1(用含c、V的表达式表示).
分析:(1)①依据热化学方程式和盖斯定律来计算得到;
②依据△H-T△S<0判断反应自发进行;
③次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4,依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平写出;
(2)电解池中阴离子在阳极失电子发生氧化反应;
(3)①依据氨气溶解度随温度增大减小分析;
②氧化镁是难溶物质;
(4)依据滴定实验步骤和滴定用量结合化学方程式计算分析得到.
解答:解:(1)①a、N2(g)+2H2(g)═N2H4(l);△H=+50.6kJ?mol-1
b、2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-1
依据盖斯定律b-a得到N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l);△H=-622.2KJ/mol,
故答案为:-622.2; 
②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)不能自发进行的原因是△H-T△S>0,则反应△S<0,△H>0;
故答案为:△H>0,△S<0;
③用次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O,
故答案为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;
(2)用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,HSO4-离子在阳极失电子生成S2O82-,电极反应为:2HSO4--2e-═S2O82-+2H+
故答案为:2HSO4--2e-═S2O82-+2H+
(3)①在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是因为氨气溶解度随温度升高,溶解度减小,
故答案为:升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出;
②剩余的氧化镁,是难溶于水的物质沉淀出不形成污染,不会对废水形成二次污染,
故答案为:氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染;
(4)取10mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175mL;②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热;③用25mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3═(NH42B4O7+5H2O];④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol?L-1的硫酸滴定至终点[(NH42B4O7+H2SO4+5H2O═(NH42SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL.依据滴定实验和反应化学方程式可知:
2NH3~(NH42B4O7~H2SO4
2                    1
2×cV×10-3mol     cV×10-3mol
水样中氮的含量=
2×cV×10-3mol×14g/mol
0.01L
=2.8cV (g/L)=2800cV (mg/L),
故答案为:2800cV.
点评:本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用,电极原理的分析判断电极书写,实验过程分析理解,滴定实验的计算应用,题目难度中等.
练习册系列答案
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(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)             △H= + 50.6kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)             △H=-571.6 kJ·mol-1

则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)      △H=     kJ·mol-1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是   

③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是   

(2)采矿废液中的CN- 可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-   HSO4-H++ SO42-

用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   

(3)氧化镁处理含的废水会发生如下反应:

MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。

①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是   

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(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是    mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

 

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(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)             △H= + 50.6kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)             △H=-571.6 kJ·mol-1

则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)      △H=     kJ·mol-1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是  

③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是    

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用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   

(3)氧化镁处理含NH4+的废水会发生如下反应:

MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。

①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是    

②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是    

(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是     mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

 

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