Question

已知氮元素有许多化合价，其化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5

（1）下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系：

通过分析上表可得出的结论是：当硝酸与金属M反应时，________________。

金属锌与某浓度的硝酸反应时，无气体产生，则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是________。

（2）以氨作为燃料的固体氧化物（含有O^2－)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点，另外氨气含氢量高，不含碳，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。其工作原理如图所示：

①该电池工作时的总反应为______          __ 

②固体氧化物作为电池工作的电解质，O^2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”)。

③该电池工作时，在接触面上发生的电极反应为________。

（3）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备 受到人们的关注。如图所示装置可用于制备N₂O₅，写出在电解池中生成N₂O₅的电极反应式________________。

 

 

Answer 1

【答案】

 

（1）硝酸的浓度或温度不同，硝酸的还原产物也不同； 1:10

（2）4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O；由电极b向电极a；2NH₃+3O^2—－6e^－=N₂+3H₂O

（3）N₂O₄+2HNO₃－2e^－=2N₂O₅+2H⁺

【解析】

试题分析：（1）分析表格，可知硝酸的浓度及反应温度不同，硝酸的还原产物也不同。

Zn与硝酸反应无气体产生，说明硝酸的还原产物为NH₄NO₃，据此可此而出方程式：4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₃+NH₄NO₃+3H₂O，生成NH4NO3中NH4+的硝酸是被还原的硝酸，其与参与反应的硝酸的物质的量之比为1:10。

（2）电池总反应是NH₃和O₂反应，生成N₂和H₂O。

在原电池电解质中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，燃料电池通入燃料的a极为负极，通入空气的b极为正极，因此O^2-由b移向a。

接触面上发生的反应是负极的燃料NH₃失电子，与电解质O^2-结合生成N₂和H₂O。

（3）电解时，阳极失电子，因此N₂O₄和HNO₃失电子产生N₂O₅。

考点：考查氧化还原反应，燃料电池，电解池，电极反应式书写。