氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物.在工农业生产中有重要的应用．(1)希腊化学家提出采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质.利用如图所示实验装置.实现了高温常压下的电解法合成氨．则装置中B电极连接电源正极.A电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3．(2)把氯气通入稀氨水中.NH3分子上的一个H被Cl取代生成氯氨.然� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

氨和联氨（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，在工农业生产中有重要的应用．
（1）希腊化学家提出采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，利用如图所示实验装置，实现了高温常压下的电解法合成氨．则装置中B电极连接电源正极，A电极反应式为N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃．
（2）把氯气通入稀氨水中，NH₃分子上的一个H被Cl取代生成氯氨，然后加入过量的氨和氯氨作用，得到联氨（N₂H₄）．写出上述反应的化学方程式Cl₂+NH₃=NH₂Cl+HCl、NH₃+NH₂Cl=N₂H₄+HCl．
（3）联氨用亚硝酸氧化生成另一种氮的氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，计算确定该氢化物的分子式HN₃．该氢化物可置于安全气囊，受撞击则完全分解为氮气和氢气，4.30g该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况下的体积为4.48L．
（4）联氨与盐酸反应生成重要的化工原料盐酸肼（N₂H₆C1₂），盐酸胼是易溶于水的强电解质，溶液呈酸性，水解原理与NH₄Cl类似．请写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N₂H₆²⁺+H₂O

[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺．下列盐酸肼溶液中的离子浓度关系正确的是ac（填序号）．
a．c（Cl^-）＞c（N₂H₆²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
b．c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（[N₂H₅•H₂O]⁺）＞c（OH^-）
c．c（N₂H₆²⁺）+c（[N₂H₅•H₂O]⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-）
d．c（Cl^-）=2c（N₂H₆²⁺）+2c（[N₂H₅•H₂O]⁺）

分析（1）B电极上氢气失去电子生成氢离子，发生氧化反应，B为阳极，A为阴极，氮气在阴极获得电子，与SCY陶瓷传递的H⁺结合生成氨气；
（2）由题意可知，氨气与氯气反应生成NH₂Cl与HCl，氨气与NH₂Cl反应生成N₂H₄与HCl；
（3）氢化物中，N原子数=43.0×0.977÷14=3，H原子数=43.0×0.023÷1=1，故分子式为HN₃，撞击发生反应：2HN₃=H₂+3N₂，根据方程式计算生成气体体积；
（4）因水解与NH₄Cl类似，则N₂H₆²⁺水解结合H₂O电离生成的OH^-得到[N₂H₅•H₂O]⁺；
a．N₂H₆²⁺离子水解溶液显酸性；
b．N₂H₆²⁺离子水解溶液显酸性，且水解程度微弱，溶液中氢离子源于N₂H₆²⁺离子水解及水的电离；
c．根据电荷守恒判断；
d．根据物料守恒判断．

解答解：（1）B电极上氢气失去电子生成氢离子，发生氧化反应，B为阳极，连接电源的正极，A为阴极，氮气在阴极获得电子，与SCY陶瓷传递的H⁺结合生成氨气，阴极电极反应式为：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案为：正；N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（2）由题意可知，氨气与氯气反应生成NH₂Cl与HCl，氨气与NH₂Cl反应生成N₂H₄与HCl，反应方程式为：Cl₂+NH₃=NH₂Cl+HCl、NH₃+NH₂Cl=N₂H₄+HCl，
故答案为：Cl₂+NH₃=NH₂Cl+HCl、NH₃+NH₂Cl=N₂H₄+HCl；
（3）氢化物中，N原子数=43.0×0.977÷14=3，H原子数=43.0×0.023÷1=1，故分子式为HN₃，撞击发生反应：2HN₃=H₂+3N₂，4.30g该氢化物的物质的量为n=$\frac{4.3g}{43g/mol}$=0.1mol，根据方程式可知，共产生气体的物质的量为0.1mol×2=0.2mol，体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：HN₃；4.48；
（3）因水解与NH₄Cl类似，则N₂H₆²⁺水解结合H₂O电离生成的OH^-得到[N₂H₅•H₂O]⁺，盐酸肼第一步水解反应的离子方程式为：N₂H₆²⁺+H₂O[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺，
a．N₂H₆²⁺水解显酸性，水解的程度很弱，则离子浓度的大小关系为c（Cl^-）＞c（N₂H₆²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故a正确；
b．N₂H₆²⁺离子水解溶液显酸性，且水解程度微弱，溶液中氢离子源于N₂H₆²⁺离子水解及水的电离，则c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（[N₂H₅•H₂O]⁺）＞c（OH^-），故b正确；
c．根据电荷守恒可得：2c（N₂H₆²⁺）+c（[N₂H₅•H₂O⁺]）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），故c错误；
d．根据物料守恒c（Cl^-）=2c（N₂H₆²⁺）+2c（[N₂H₅•H₂O]⁺）+2c（[N₂H₄•2H₂O]），故d错误，
故答案为：N₂H₆²⁺+H₂O[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺；ab．

点评本题考查电解原理、化学方程式计算、盐类水解等，题目素材陌生，侧重考查学生信息获取与知识的迁移运用，难度中等．

练习册系列答案

相关题目

1．

一定条件下A、B、C有如图所示的转化关系，且△H=△H₁+△H₂符合上述转化关系的A、C可能是①Fe、FeCl₃ ②C、CO₂ ③AlCl₃、NaAlO₂ ④NaOH、NaHCO₃ ⑤S、SO₃ ⑥Na₂CO₃、CO₂（　　）

6．过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料，制取O₂，设计出如下实验装置：

（1）A中制取CO₂的装置，应从下列图①和②中选哪个图：②

B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内出现的现象是白色固体变蓝色．为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条会出现复燃．
（2）若E中的石灰水出现出现轻微白色浑浊，请说明原因：未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（3）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体250毫升，又知氧气的密度为1.43克/升，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值偏小（偏大或偏小），相差约30毫升（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这可能是由于Na₂O₂可能含有其它杂质，D装置可能有氧气未被排出．
（4）你认为上述A-E的实验装置中，E部分是否安全、合理？不安全，不合理E是否需要改进，若需要改进，应改为上图中的乙（填甲、乙、丙、丁）．

3．铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（　　）

	A．	一段时间后铜片增重，盐桥中K⁺移向CuSO₄溶液
	B．	正极反应为：Zn-2e^-═Zn²⁺
	C．	电子从铜片经导线流向锌片
	D．	电池工作时Zn²⁺和Cu²⁺ 的浓度保持不变

10．在体积不变的密闭容器中按一定比例通入氮气和氢气，反应合成氨气，该反应放热．欲加快反应的速率同时提高合成氨中H₂的转化率，下列措施可行的是（　　）

	A．	升高温度		B．	适当增大压强
	C．	加入催化剂		D．	从容器中分离出氨

20．下列叙述中正确的是（　　）

	A．	强酸和强碱溶液的反应可以设计成原电池
	B．	白铁（镀锌铁）破损时与电解质溶液接触，锌被腐蚀
	C．	电解池内发生的反应均为自发进行的氧化还原反应
	D．	用惰性电极电解足量饱和食盐水后，可加盐酸使溶液恢复至原状态

7．下列做法会对人体健康造成较大危害的是（　　）

	A．	用大量SO₂漂白银耳
	B．	用小苏打（NaHCO₃）焙制糕点
	C．	用食醋清洗热水瓶胆内壁附着的水垢（CaCO₃）
	D．	用消毒液（有效成分NaClO）对餐具进行杀菌消毒

4．I．A-G是几种烃的分子球模型，据此回答下列问题：

（1）常温下含碳量最高的气态烃是D （填对应字母）；
（2）一卤代物种类最多的是G（填对应字母）；
（3）写出实验室制取D的化学方程式：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑；
（4）写出F发生溴代反应的化学方程式：C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr；
Ⅱ、写出除杂的试剂：

	试剂
乙烷混有少量乙烯
溴苯混有少量溴单质

Ⅲ、现有分子式为C₁₀H₁₄的一烷基取代苯，已知它有4种同分异构体，请写出其中任意1种的结构简式：

．

5．下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是（　　）

H₂SO₄

Cl₂

Na₂O₂

SO₂

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