题目内容
【题目】(1)已知由金属钠制得氧化钠,可用多种方法:a.4Na+O2===2Na2O,b.4Na+CO2===2Na2O+C,c.2NaNO2+6Na===4Na2O+N2↑。
①在上述三种方法中,最好的方法是________(填序号),原因是________________。
②上述反应c中NaNO2作________剂,当有1 mol NaNO2反应时,电子转移的数目是________________________________________________________________________。
(2)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下。回答下列问题(注:Na2O2可以与H2O、CO2反应):
①装置Ⅳ中盛放的药品是________,其作用是____________________________。
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②若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序:空气进入________,________接________,________接________,________接________。
③装置Ⅱ的作用____________________________________________________。
④操作中通空气和加热的顺序为________________________________________。
【答案】c 此生成物只有Na2O是固体,而另一种产物N2可以把周围环境中的O2排净,防止Na2O被继续氧化成Na2O2 氧化 1.806×1024 氢氧化钠溶液 吸收导入的空气中的二氧化碳 g h e f a(或b) b(或a) c 防止空气中的水分和二氧化碳进入装置Ⅰ 先通一段时间的空气再加热装置Ⅰ
【解析】
(1)根据Na2O不稳定易被氧气继续氧化分析解答;根据氮元素的化合价变化分析判断和计算;
(2)用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,需要空气中的氧气和钠加热反应生成过氧化钠,空气中的水蒸气和二氧化碳需要除去;把空气通过Ⅳ吸收空气中的二氧化碳气体,再通过装置Ⅲ吸收水蒸气,通过装置Ⅰ加热钠和氧气反应,连接Ⅱ防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ,得不到纯净的过氧化钠,据此解答。
(1)①Na2O不稳定易被氧气继续氧化,所以上述三种方法最好的是c,因为此生成物只有Na2O是固体,而另一种产物N2可以把周围环境中的O2排净,防止Na2O被继续氧化成Na2O2;
②反应2NaNO2+6Na=4Na2O+N2↑中氮元素化合价从+3价降低到0价,得到3个电子,所以亚硝酸钠是氧化剂,当有1 mol NaNO2反应时,电子转移的数目是1mol×3×6.02×1023/mol=1.806×1024。
(2)①由于空气中的二氧化碳和水蒸气也能与金属钠反应,干扰过氧化钠的制备,则需要除去,因此装置Ⅳ中盛放NaOH溶液,其作用是吸收导入的空气中的二氧化碳;
②把空气通过Ⅳ吸收空气中的二氧化碳气体,再通过装置Ⅲ吸收水蒸气,通过装置Ⅰ加热钠和氧气反应,连接Ⅱ防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ,因此组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ,则各仪器接口的标号字母顺序为:空气→g→h→e→f→a(或b)→b(或a)→c:
③装置Ⅱ中盛放碱石灰是吸收二氧化碳和水蒸气,其作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ;
④实验时先通入足量空气后再进行加热,避免生成的过氧化钠和二氧化碳、水蒸气反应生成碳酸钠等杂质。
【题目】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
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(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:______________。
(2)若已知下列数据:
化学键 | H—H | N≡N |
键能/kJ·mol-1 | 435 | 943 |
试根据表中及图中数据计算N—H的键能:________ kJ·mol-1。
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=________ kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
(4)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=________。