题目内容
三氯化氮是液氯等生产过程中能引起爆炸的一种化合物。由原盐、生产用水中含有的氮氢化合物―――氨随盐水进入电解槽它在电解过程中,与电解产物氯气反应或者是用水洗涤氯气而生成。由于它易分解并释放出大量气体而易发生爆炸事故。在液氯生产过程中,当NCl3质量分数(指NCl3的质量占氯气和NCl3的总质量的百分比)超过5%时即有爆炸的危险。
⑴在氯化铵遇到Cl2时,当PH值<5时,生成三氯化氮的化学方程式: 。
⑵NCl3爆炸时生成N2和C12。已知24.1g NCl3发生上述反应时放出的热量为91.2KJ,则标准状况下2.24LCl2生成时能放出热量 KJ。
⑶某氯碱厂为测氯气中三氯化氮的含量,将样品先用内盛15.0 mL盐酸试剂的吸收管吸收NCl3(NCl3+HCl→NH4Cl+C12,未配平),然后用内盛400 mL 30.0%(ρ=1.22g/cm3)工业氢氧化钠吸收瓶吸收氯气,碱吸收瓶吸收后质量增加77.1g。三氯化氮吸收管内的氯化铵经仪器测定:其中NH4+质量为0.405g。试求该样品中NCl3的质量分数,该样品是否安全?(请写出计算过程)
⑴NH4Cl+3C12=NCl3+4HCl。⑵15.2KJ;⑶3.62%。样品是安全的。
错解分析:本题最容易错的是最后一问求溶液的质量时误把77.1g作为氯气的质量来求NCl3的质量分数。
解题指导:氯化铵遇到Cl2,由题意得产物NCl3可知另一种产物是HCl。写出反应式为NH4Cl+3C12=NCl3+4HCl。 48.2g NCl3的物质的量为0.4mol.则1mol NCl3燃烧放出热量为91.2/0.4=228kJ。写出热化学方程式为2NCl3(l)==N2(g) + 3Cl2(g);△H= -456kJ/mol ,根据Cl2的体积可求出(456kJ/mol/3)×2.24/22.4 =15.2KJ。 n(NH4+) = n(NH4Cl) =0.405g /18g?mol= 0.0225mol,由反应NCl3+4HCl ==NH4 Cl + 3Cl2可知: m (NCl3) = 0.0225mol×120.5g/mol =2.715g。反应生成的Cl2的质量为:0.0225mol×3×71g/mol =4.8g。原Cl2的质量为:77.1g 4.8g = 72.3g。NCl3的质量分数为:2.715g/( 72.3g+2.715g)×100% = 3.62%<4%。所以该样品是安全的。