Question

8．氮可以形成多种化合物，如NH₃、N₂H₄、HCN、NH₄NO₃等．
（1）已知：N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l）△H=+50.6kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
则①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622.2kJ•mol^-1
②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l） 不能自发进行的原因是△H＞0，△S＜0．
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N₂H₄的稀溶液，该反应的化学方程式是NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O．
（2）采矿废液中的CN^- 可用H₂O₂处理．已知：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-   HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液，在阳极上生成S₂O₈^2-，S₂O₈^2-水解可以得到H₂O₂．写出阳极上的电极反应式2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺．
（3）氧化镁处理含NH₄⁺的废水会发生如下反应：
MgO+H₂O?Mg（OH）₂       Mg（OH）₂+2NH₄⁺?Mg²⁺+2NH₃•H₂O．
①温度对氮处理率的影响如图所示．在25℃前，升高
温度氮去除率增大的原因是升高温度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出．
②剩余的氧化镁，不会对废水形成二次污染，理由是氧化镁难溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不会形成二次污染．
（4）滴定法测废水中的氨氮含量（氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中）步骤如下：
①取10mL废水水样于蒸馏烧瓶中，再加蒸馏水至总体积为175mL
②先将水样调至中性，再加入氧化镁使水样呈微碱性，加热
③用25mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH₃+4H₃BO₃=（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O]
④将吸收液移至锥形瓶中，加入2滴指示剂，用c mol•L^-1的硫酸滴定至终点[（NH₄）₂B₄O₇+H₂SO₄+5H₂O=（NH₄）₂SO₄+4H₃BO₃]，记录消耗的体积V mL．
则水样中氮的含量是2800cVmg•L^-1（用含c、V的表达式表示）．（请写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ•mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1
依据盖斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；依据热化学方程式和盖斯定律来计算；
②依据△H-T△S＜0判断反应自发进行；
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N₂H₄和氯化钠，据此书写方程式；
（2）电解池中阴离子在阳极失电子发生氧化反应；
（3）①依据氨气溶解度随温度增大减小分析；
②氧化镁是难溶物质；
（4）依据滴定实验步骤和滴定用量结合化学方程式计算分析得到．

解答 解：（1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ•mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1
依据盖斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-622.2KJ/mol，
故答案为：-622.2；　
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）不能自发进行的原因是△H-T△S＞0，则反应△S＜0，△H＞0，故答案为：△H＞0，△S＜0；
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N₂H₄和氯化钠，方程式为：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案为：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）用铂电极电解硫酸氢钾溶液，在阳极上生成S₂O₈^2-，HSO₄^-离子在阳极失电子生成S₂O₈^2-，电极反应为：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺，
故答案为：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺；
（3）①在25℃前，升高温度氮去除率增大的原因是因为氨气溶解度随温度升高，溶解度减小，
故答案为：升高温度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出；
②剩余的氧化镁，是难溶于水的物质沉淀出不形成污染，不会对废水形成二次污染，
故答案为：氧化镁难溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不会形成二次污染；
（4）依据滴定实验和反应化学方程式可知：
2NH₃～（NH₄）₂B₄O₇～H₂SO₄
2              1
2×cV×10^-3mol cV×10^-3mol
水样中氮的含量=$\frac{2cV×1{0}^{-3}mol×14g/mol}{0.01L}$=2.8cV（g/L）=2800cV（mg/L），
故答案为：2800cV．

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，电极原理的分析判断电极书写，实验过程分析理解，滴定实验的计算应用，题目难度中等．