Question

20．氮元素是生命的基础，构成蛋白质的主要成分；但一些氮化合物过度排放造成污染或食用不安全，研究氮的运用与预防具有重要意义．
Ⅰ．为保障作物丰收，种植作物都要施加氮肥，写一种氮肥名称尿素、铵盐等．
Ⅱ．汽车尾气中含有NO和CO气体，对环境有影响．在25℃时，下列反应及平衡常数如下：
2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰
2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹
根据K₁和K₂的数据，尾气发生变化2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）K=2.5×10¹²¹；该反应在室温下能自发反应，但汽车尾气需催化处理后才能直接排放，原因是不加外界条件，该反应速率太慢，转化率低．
Ⅲ．亚硝酸盐（含NO₂^-）作为食品添加剂历史悠久，是合法食品添加剂．
（1）NaNO₂有防腐作用，防止食物被氧化，利用亚硝酸钠具还原性
（2）NaNO₂水溶液呈碱性原因：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（离子方程式）；
（3）在NaNO₂溶液中各离子溶液由大到小顺序c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）等浓度、等体积NaNO₂与HNO₂混合溶液PH  ＜（填“＜”、“＞”或“=”）7，原因是：Kh=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11＜Ka．（计算说明，已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4）
（5）将NaNO₃固体加热到380℃左右得到一种单质气体和 NaNO₂固体，写出NaNO₃分解反应方程式2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑．

Answer 1

分析 Ⅰ．常见氮肥有尿素、碳铵等；
Ⅱ．已知：①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰；②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹，将①+②可得反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），以此可计算平衡常数；该反应在室温下能自发反应，但如缺少催化剂，一般反应较慢；
Ⅲ．（1）NaNO₂用于防止食物被氧化，可说明具有还原性；
（2）NaNO₂为强碱弱酸盐，水解呈碱性；
（3）NaNO₂发生水解，溶液呈碱性，以此比较离子浓度大小；
（4）已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4，则NO₂^-的水解常数K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11，可知NO₂^-水解程度较小；
（5）将NaNO₃固体加热到380℃左右得到一种单质气体和 NaNO₂固体，反应中N元素化合价降低，则发生氧化还原反应，化合价升高的应为O元素．

解答 解：Ⅰ．常见氮肥有尿素以及铵盐，如碳铵等，故答案为：尿素、铵盐等；
Ⅱ．已知：①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰；②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹，将①+②可得反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），则反应的平衡常数K=K₁×K₂=1×10³⁰×2.5×10⁹¹=2.5×10¹²¹，该反应在室温下能自发反应，但如缺少催化剂，一般反应较慢，一般应加入催化剂等外界条件，
故答案为：2.5×10¹²¹；不加外界条件，该反应速率太慢，转化率低；
Ⅲ．（1）NaNO₂用于防止食物被氧化，可说明具有还原性，故答案为：还原性；
（2）NaNO₂为强碱弱酸盐，水解呈碱性，水解的离子方程式为NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-，故答案为：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-；
（3）NaNO₂发生水解，溶液呈碱性，溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4，则NO₂^-的水解常数K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11，可知NO₂^-水解程度较小，等浓度、等体积NaNO₂与HNO₂混合溶液PH 小于7，故答案为：＜；K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11＜Ka；
（5）将NaNO₃固体加热到380℃左右得到一种单质气体和 NaNO₂固体，反应中N元素化合价降低，则发生氧化还原反应，化合价升高的应为O元素，则单质为氧气，反应的化学方程式为2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑，故答案为：2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑．

点评 本题考查较为综合，涉及含氮化合物的综合应用，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、计算能力，注意把握平衡常数的含义、离子浓度的大小比较的方法，把握弱电解质的电离特点，难度不大．