Question

2．氮元素存在一系列氢化物．如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N_4^H5…．
（1）写出该系列氢化物的通式：N_mH_m+2（m≥1）．
（2）已知NH₃为一元碱，N₂H₄为二元碱，N₂H₄在水溶液中的一级电离方程式可表示为N₂H₄•H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，试写出N₂H₄的二级电离方程式N₂H₅++H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
K_b
（3）为了求浓度为0.1mol/L N₂H₄溶液中的OH^-浓度，人们常将k_b=$\frac{C（{N}_{2}{H}_{5}）．C（O{H}^{-}）}{C（{N}_{2}{H}_{4}．{H}_{2}O）}$似表示为$\frac{{C}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1mol/L}$其原理是二级电离非常微弱，一级电离程度不大：当Kb=3.0×10-6mol/L时，此溶液的pH=．（lg2=0.3010，lg3=0.4771）

Answer 1

分析 （1）根据氮原子和氢原子个数之间的关系确定氢化物的通式；
（2）N₂H₄是二元弱碱，可分别发生N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-、N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-两步电离；
（3）弱电解质的电离程度一般较小，二元弱碱的第二步电离相对第一步电离程度很小可以忽略；根据k_b=$\frac{C（{N}_{2}{H}_{5}）．C（O{H}^{-}）}{C（{N}_{2}{H}_{4}．{H}_{2}O）}$计算．

解答 解：（1）根据氮原子和氢原子个数之间的关系：氢原子个数比氮原子个数多2，所以通式表示为：N_nH_n+2（n≥2），
故答案为：N_nH_n+22（n≥2）；
（2）N₂H₄是二元弱碱，可分别发生N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-、N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-，
故答案为：N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-；
（3）弱电解质的电离程度一般较小，所以0.1mol/LN₂H₄•H₂O中N₂H₄•H₂O分子的浓度大约为0.1mol/L，二元弱碱的第二步电离相对第一步电离程度很小可以忽略，则将k_b=$\frac{C（{N}_{2}{H}_{5}）．C（O{H}^{-}）}{C（{N}_{2}{H}_{4}．{H}_{2}O）}$似表示为$\frac{{C}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1mol/L}$；
当Kb=3.0×10^-6mol/L时，则k_b=$\frac{{C}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1mol/L}$=3.0×10^-6mol/L，所以c（OH^-）=$\sqrt{30}$×10^-4mol/L，所以c（H⁺）=^-）=$\frac{1}{\sqrt{30}}$×10^-10mol/L≈1.83×10^-11mol/L，
则pH=10.74；
故答案为：二级电离非常微弱，一级电离程度不大；10.74．

点评 本题考查了弱电解质的电离、电离常数的计算、pH的计算等，题目难度中等，侧重于考查学生的对基础知识的综合应用能力，注意把握电离常数的计算方法和近似计算的应用．