Question

5．连二次硝酸（H₂N₂O₂）是一种二元酸，可用于制N₂O气体．
（1）连二次硝酸中氮元素的化合价为+1．
（2）常温下，用0.01mol•L^-1的溶液NaOH滴定10mL0.01mol•L^-1H₂N₂O₂溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示．
①写出H₂N₂O₂在水溶液中的电离方程式：H₂N₂O₂?HN₂0₂^-+H⁺．
②c点时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺））＞c（N₂0₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂0₂^-）＞c（H⁺）．
③b点时溶液中c（H₂N₂O₂）＞（填“＞”“＜”或“=”，下同）c（N₂O₂^2-）．
④a点时溶液中c（Na⁺）＞c（HN₂O₂^-）+C（N₂O₂^2-）．
（3）硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合，可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀，向该分散系中滴加硫酸钠溶液，当白色沉淀和黄色沉淀共存时，分散系中$\frac{c（{N}_{2}{{O}_{2}}^{2-}）}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$=3.0×10^-4．
[已知K_sp（Ag₂N₂O₂）=4.2×10^-9，K_sp（Ag₂SO₄）=1.4×10^-5]．

Answer 1

分析 （1）根据H₂N₂O₂中H、O元素的化合价分别为+1、-2及总化合价之和为0进行计算N元素的化合价；
（2）①根据图象可知，0.01mol/L的H₂N₂O₂溶液的pH=4.3，说明H₂N₂O₂为二元弱酸，二元弱酸只要以第一步电离为主，据此写出其电离方程式；
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液，反应后溶质为Na₂N₂O₂，HN₂0₂^-部分水解，溶液呈碱性，结合电荷守恒判断各离子浓度大小；
③c点溶质为NaHN₂0₂，溶液呈碱性，则HN₂0₂^-的水解程度大于其电离程度；
④a点时溶液的pH=7，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒可知c（Na⁺）=c（HN₂0₂^-）+2c（N₂O₂^2-）；
（3）根据$\frac{c（{N}_{2}{{O}_{2}}^{2-}）}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}{N}_{2}{O}_{2}）}{{K}_{sp}（A{g}_{2}S{O}_{4}）}$及二者的溶度积进行计算．

解答 解：（1）H₂N₂O₂分子中H的化合价为+1，O元素的化合价为-2，设N元素的化合价为x，根据总化合价之和为0可知：2x+（+1）×2+（-2）×2=0，解得：x=1，即N元素的化合价为+1，
故答案为：+1；
（2）①根据图象可知，氢氧化钠溶液体积为0时，0.01mol/L的H₂N₂O₂溶液的pH=4.3，说明H₂N₂O₂为二元弱酸，二元弱酸只要以第一步电离为主，则其电离方程式为：H₂N₂O₂?HN₂0₂^-+H⁺，
故答案为：H₂N₂O₂?HN₂0₂^-+H⁺；
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液，反应后溶质为Na₂N₂O₂，HN₂0₂^-部分水解，溶液呈碱性，则：c（OH^-）＞c（H⁺），由于溶液中氢氧根离子还来自水的电离及HN₂0₂^-的水解，则c（OH^-）＞c（HN₂0₂^-），溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺））＞c（N₂0₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂0₂^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺））＞c（N₂0₂^2-）＞c（OH^-）＞c（HN₂0₂^-）＞c（H⁺）；
③c点溶质为NaHN₂0₂，溶液的pH＜，说明溶液显示碱性，则HN₂0₂^-的水解程度大于其电离程度，所以c（H₂N₂O₂）＞c（N₂O₂^2-），
故答案为：＞；
④根据图象可知，a点时溶液的pH=7，溶液呈中性，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒可知c（Na⁺）=c（HN₂0₂^-）+2c（N₂O₂^2-），所以c（Na⁺）＞c（HN₂0₂^-）+2c（N₂O₂^2-），
故答案为：＞；
（3）当两种沉淀共存时，$\frac{c（{N}_{2}{{O}_{2}}^{2-}）}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}{N}_{2}{O}_{2}）}{{K}_{sp}（A{g}_{2}S{O}_{4}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{-9}}{1.4×1{0}^{-5}}$=3.0×10^-4，故答案为：3.0×10^-4．

点评 本题考查了离子浓度大小比较、难溶物溶度积的计算，题目难度中等，明确反应后溶质组成及难溶物溶度积的表达式即可解答，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．