题目内容
合成氨工业对国防具有重要意义,如制硝酸、合成纤维以及染料等.(1)已知某些化学键的键能数据如下表:
| 化学键 | N≡N | H-H | N-H |
| 键能kJ?mol-1 | 946 | 436 | 390 |
(2)常温下,向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2,有NaHCO3固体析出,该反应的化学方程式为
(3)氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化.右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气.其中阴离子的流动方向为
分析:(1)依据△H=反应物总键能-生成物总键能计算;
(2)侯氏制碱法原理:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;找出溶液中存在的阳离子和阴离子依据溶液呈电中性列式;二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
(3)直接电化学氧化法是依据电解的原理除氨气的方法,根据电源的连接方式判断a、b电极,电解过程阴离子移向阳极,阳离子移向阴极;判断ab两极放电的物质,进而判断溶液pH值得变化和阳极的电极反应式.
(2)侯氏制碱法原理:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;找出溶液中存在的阳离子和阴离子依据溶液呈电中性列式;二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
(3)直接电化学氧化法是依据电解的原理除氨气的方法,根据电源的连接方式判断a、b电极,电解过程阴离子移向阳极,阳离子移向阴极;判断ab两极放电的物质,进而判断溶液pH值得变化和阳极的电极反应式.
解答:解:(1)△H=反应物总键能-生成物总键能=946KJ/mol+436KJ/mol×3-6×390KJ/mol=-86KJ/mol,
故答案为:-86KJ/mol;
(2)饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2反应方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;
溶液中阳离子:钠离子、氢离子、铵根离子;阴离子:氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子,依据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2×c(CO32-)+c(Cl-);二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
故答案为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2×c(CO32-)+c(Cl-);
二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
(3)由电源的连接方式可知,a为电解池的阳极,b为电解池的阴极,电解过程中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,故阴离子移向a;阳极上氨气失去电子被氧化生成氮气电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;b极(阴极)上氢离子放电发生还原反应,所以氢离子浓度减小pH值增大,
故答案为:向a极;增大;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
故答案为:-86KJ/mol;
(2)饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2反应方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;
溶液中阳离子:钠离子、氢离子、铵根离子;阴离子:氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子,依据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2×c(CO32-)+c(Cl-);二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
故答案为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2×c(CO32-)+c(Cl-);
二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子很少,所以没有碳酸氢钠析出;
(3)由电源的连接方式可知,a为电解池的阳极,b为电解池的阴极,电解过程中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,故阴离子移向a;阳极上氨气失去电子被氧化生成氮气电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;b极(阴极)上氢离子放电发生还原反应,所以氢离子浓度减小pH值增大,
故答案为:向a极;增大;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
点评:本题考查了反应热的计算,化学方程式的书写,溶液中的电荷守恒,电解法除去氨,题目综合性强,要求学生对所学知识把握准确,难度较大.
练习册系列答案
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合成氨工业对国防具有重要意义,如制硝酸、合成纤维以及染料等
(1)已知某些化学键的键能数据如下表:
|
化学键 |
N≡N |
H—H |
N—H |
|
键能kJ·mol-1 |
946 |
436 |
390 |
合成氨的热化学反应方程式为 。
(2)常温下,向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2,有NaHCO3固体析出,该反应的化学方程式为 ;所得溶液中离子的电荷守恒式是 ;若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气,则没有NaHCO3固体析出,原因是 。
(3)氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为 (填“向a极”或“向b极”),电解过程中,b极区的pH (填“增大”或“减小”或“不变”),阳极反应方程式为 。