Question

11．氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）实验室制氨气的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）氨水常作沉淀剂，25℃时，Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，Ksp[Al（OH）₃]=1.1×10^-33，向浓度均为0.1mol•L^-1的FeCl₃和AlCl₃混合溶液中加入氨水，首先生成的沉淀是Fe（OH）₃（填化学式）．
（3）常温下，若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7，此时c（NH₄⁺）=a mol/l，则c（SO₄^2-）=$\frac{a}{2}$mol/L．
（4）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：
①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液．
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是CO₂．
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极的电极反应式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气；
（2）溶度积常数越小的越先产生沉淀；
（3）常温下混合溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-）判断硫酸根离子浓度；
（4）①氨气是碱性气体；
②空气中的CO₂能和氨水反应；
③生成的无毒气体时N₂，据此书写化学方程式；正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境．

解答 解：（1）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，反应方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）溶度积常数越小的物质越先沉淀，所以Fe（OH）₃先沉淀，故答案为：Fe（OH）₃；
（3）常温下混合溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），所以c（SO₄^2-）=$\frac{a}{2}$mol/L，
故答案为：$\frac{a}{2}$mol/L；
（4）①氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的，故答案为：碱性；
   ②空气中的CO₂能和氨水反应，所以，滤去的气体是CO₂，故答案为：CO₂；
③正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

点评 本题以氨气为载体考查氨气制取、难溶物溶解平衡、离子浓度计算、原电池原理等知识点，综合性较强，明确原电池原理、盐类水解原理、难溶物溶解平衡原理等即可解答，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写．