题目内容
【题目】(1)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3+2KNO3===K2O+xNa2O+16N2↑,
①x=_______________;
②该反应的氧化产物是_________,还原产物是____________,其质量比为_______;
③每生成8个N2转移________个电子;
(2)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:
①过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是____________。
②过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为ⅰ.2Fe2++PbO2+4H++SO===2Fe3++PbSO4+2H2O ⅱ.……写出ⅱ的离子方程式:____________________________。
【答案】5 N2 N2 15∶1 5 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 2Fe3++Pb+SO=2Fe2++PbSO4
【解析】
(1)由质量守恒可知x=5,则方程式为10NaN3+2KNO3═K2O+5Na2O+16N2↑,根据反应中N元素的化合价变化分析解答;
(2)①根据题给化学工艺流程知,过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水,据此书写反应的方程式;②催化剂通过参加反应,改变反应历程,根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+,据此书写离子方程式。
(1)①10NaN3+2KNO3=K2O+xNa2O+16N2↑,由质量守恒可知x=5,故答案为:5;
②NaN3中N的化合价升高,NaN3为还原剂,氧化产物为N2,KNO3中N的化合价降低,KNO3为氧化剂,还原产物为N2;根据方程式,10mol NaN3生成氧化产物N2为15mol,2molKNO3是氧化剂,生成还原产物N2为1mol,氧化产物与还原产物的质量之比为15∶1,故答案为:N2;N2;15∶1;
③由反应可知,2molKNO3反应转移电子为2mol×(5-0)=10mol,即每生成16mol N2转移10mol电子,则每生成8个N2转移5个电子,故答案为:5;
(2)①根据题给化学工艺流程知,过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水,化学方程式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,故答案为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;
②催化剂通过参加反应,改变反应历程,根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+,离子方程式为:2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+,故答案为:2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+。