Question

（1）氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防部建设中都有广泛应用，回答下列问题：
①氮元素原子的L层电子数为

 

；
②NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为

 

；
③肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．
已知：N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
N₂H₄（l）+O₂ （g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式

 

；该反应中氧化剂是

 

．
④写出肼一空气碱性燃料电池放电时正极的反应式为

 

；若电池工作时负极产生无污染的N₂，则当电池中转移4mol电子时，负极产生N₂（按标态计）

 

L．（不考虑各种损耗）．
（2）KI溶液与Pb（NO₃）₂溶液混合可形成PbI₂沉淀，已知PbI₂的K_sp=7.0×10^-9，现将等体积的KI溶液与Pb（NO₃）₂溶液混合，当KI的浓度为1×10^-2 mol/L时，若要生成沉淀则所需的Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,原子核外电子排布,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）①依据氮原子的原子序数是7，结合原子结构示意图分析判断；
②NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），依据氧化还原反应化合价变化分析书写化学方程式：
③依据盖斯定律，结合题干热化学方程式计算写出；
④从作为燃料电池时，负极发生氧化反应的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂，据此解答即可；
（2）沉淀是PbI₂，混合后，c（I^-）═5×10^-3mol/L，根据Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-）计算即可．

解答： 解：（1）①氮元素原子的原子序数为7，原子的L层电子数为5，故答案为：5；
②NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），次氯酸钠做氧化剂，依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
③由①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1，②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1根据盖斯定律写出肼和N₂O₄反应的热化学方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，该反应中N₂O₄的化合价降低，属于氧化剂，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；N₂O₄；
④肼一空气燃料碱性电池中，正极上空气中的氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故当电池中转移4mol电子时，负极产生N₂1mol，标况下体积为22.4L，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；22.4；
（2）根据题意，沉淀是PbI₂，混合后，c（I^-）═5×10^-3mol/L，根据Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-），则生成沉淀时，混合溶液中的Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为

7.0×10-9

(5×10-3)2

=2.8×10^-4（mol/L），混合前，即原Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为2×2.8×10^-4mol/L=5.6×10^-4mol/L．
故答案为：5.6×10^-4mol/L．

点评：本题主要考查了原子结构，热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，还涉及氧化还原反应原理、溶度积等的计算，具有一定的综合性，题目难度不大．