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已知氮元素有许多化合价,其化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5

(1)下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系:

通过分析上表可得出的结论是:当硝酸与金属M反应时,________________。

金属锌与某浓度的硝酸反应时,无气体产生,则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是________。

(2)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。其工作原理如图所示:

①该电池工作时的总反应为______          __ 

②固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”)。

③该电池工作时,在接触面上发生的电极反应为________。

(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备 受到人们的关注。如图所示装置可用于制备N2O5,写出在电解池中生成N2O5的电极反应式________________。

 

 

【答案】

 

(1)硝酸的浓度或温度不同,硝酸的还原产物也不同; 1:10

(2)4NH3+3O2=2N2+6H2O;由电极b向电极a;2NH3+3O2—-6e=N2+3H2O

(3)N2O4+2HNO3-2e=2N2O5+2H+

【解析】

试题分析:(1)分析表格,可知硝酸的浓度及反应温度不同,硝酸的还原产物也不同。

Zn与硝酸反应无气体产生,说明硝酸的还原产物为NH4NO3,据此可此而出方程式:4Zn+10HNO3=4Zn(NO33+NH4NO3+3H2O,生成NH4NO3中NH4+的硝酸是被还原的硝酸,其与参与反应的硝酸的物质的量之比为1:10。

(2)电池总反应是NH3和O2反应,生成N2和H2O。

在原电池电解质中,阴离子移向负极,阳离子移向正极,燃料电池通入燃料的a极为负极,通入空气的b极为正极,因此O2-由b移向a。

接触面上发生的反应是负极的燃料NH3失电子,与电解质O2-结合生成N2和H2O。

(3)电解时,阳极失电子,因此N2O4和HNO3失电子产生N2O5

考点:考查氧化还原反应,燃料电池,电解池,电极反应式书写。

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?奉贤区二模)硫元素价态众多,可与卤素、氮等元素化合形成许多复杂化合物,在科学技术和生成中有重要的应用.根据题意完成下列计算:
(1)由硫与限量氯气在50~60°C反应16~20小时,可恰好完全反应,得到两种硫的氯化物A和B.A物质中的含硫量为0.131,B物质中的含氯量为0.816,A的相对分子质量比B大71.计算确定这两种氯化物的分子式分别为
SCl6、SCl4
SCl6、SCl4
.若上述反应得到的A、B的物质的量比为3:2,则参加反应的S和氯气的物质的量之比为
5:13
5:13

(2)硫的卤化物或卤氧化物都有强水解性,可以作脱水剂.SF4吸收V mL液态水(4℃),完全反应,得到3.2g SO2气体(假设SO2完全逸出)和10%的酸溶液,计算吸收的液态水的体积V为
37.8
37.8
mL.
(3)S4N4是亮橙色固体,不溶于水和有机溶剂,是一种重要的金属有机化学反应物.一般用S2Cl2、SCl2的惰性溶剂(CS2)氨解制得:6S2Cl2+16NH3→S4N4+S8+12NH4Cl;24SCl2+64NH3→4S4N4+S8+48NH4Cl.S2Cl2、SCl2的混合液体52.86g溶于足量的CS2中,再通入35.84L氨气(标准状况)完全氨解,产生14.080g硫单质.剩余氨气用40g水完全吸收形成氨水(密度为0.923g/mL).
计算:①该混合液体中S2Cl2、SCl2的物质的量之比为
5:2
5:2

      ②所得氨水的物质的量浓度为
9.2 mol/L
9.2 mol/L
(保留1位小数).
(4)S4N4与Ag在一定条件下反应,失去N2而缩合成(SN)x,(SN)x合成于1910年,过了五十年,才发现它在0.26K的低温下,可转变为超导体(superconductor).(SN)x的结构式如图:

已知1.20×105 mol S4N4与Ag发生缩合,失去了1.20×105 mol N2,生成二百聚物[(SN)200]和三百聚物.测得缩合产物中二百聚物的质量分数为0.50.
计算:①缩合产物中各缩合物的物质的量.
  ②若Ag的实际使用量为8.64kg,求Ag的循环使用次数.

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科目:高中化学 来源:上海市奉贤区2012届高三4月调研考试(二模)化学试题 题型:038

硫元素价态众多,可与卤素、氮等元素化合形成许多复杂化合物,在科学技术和生成中有重要的应用.根据题意完成下列计算:

1.由硫与限量氯气在50~60℃反应16~20小时,可恰好完全反应,得到两种硫的氯化物A和B.A物质中的含硫量为0.131,B物质中的含氯量为0.816,A的相对分子质量比B大71.计算确定这两种氯化物的分子式分别为________

若上述反应得到的A、B的物质的量比为3:2,则参加反应的S和氯气的物质的量之比为________.

2.硫的卤化物或卤氧化物都有强水解性,可以作脱水剂.SF4吸收V mL液态水(4℃),完全反应,得到3.2 g SO2气体(假设SO2完全逸出)和10%的酸溶液,计算吸收的液态水的体积V为________mL.

3.S4N4是亮橙色固体,不溶于水和有机溶剂,是一种重要的金属有机化学反应物.一般用S2Cl2、SCl2的惰性溶剂(CS2)氨解制得:

6S2Cl2+16NH3→S4N4+S8+12NH4Cl;

24SCl2+64NH3→4S4N4+S8+48NH4Cl.

S2Cl2、SCl2的混合液体52.86 g溶于足量的CS2中,再通入35.84 L氨气(标准状况)完全氨解,产生14.080 g硫单质.剩余氨气用40 g水完全吸收形成氨水(密度为0.923 g/mL).

计算:①该混合液体中S2Cl2、SCl2的物质的量之比为________

②所得氨水的物质的量浓度为________(保留1位小数).

4.S4N4与Ag在一定条件下反应,失去N2而缩合成(SN)x,(SN)x合成于1910年,过了五十年,才发现它在0.26 K的低温下,可转变为超导体(superconductor).(SN)x的结构式为:

已知1.20×105 mol S4N4与Ag发生缩合,失去了1.20×105 mol N2,生成二百聚物[(SN)200]和三百聚物.测得缩合产物中二百聚物的质量分数为0.50.

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(1)Ti(BH42是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为        ,该能层具有的原子轨道数为     

(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是        

a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b.NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO4互为等电子体

c.相同压强时,NH3的沸点比PH3的沸点高

d.[Cu(NH34]2+离子中,N原子是配位原子

(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是        

II.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示。

(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl之间的距离为r,则该Na+与跟它次近邻的C1个数为       ,该Na+与跟它次近邻的Cl之间的距离为     

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体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为      ;(用含a、b的式子袁示)

(3)纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞的10倍,则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为                

 

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

硫元素价态众多,可与卤素、氮等元素化合形成许多复杂化合物,在科学技术和生成中有重要的应用.根据题意完成下列计算:
(1)由硫与限量氯气在50~60°C反应16~20小时,可恰好完全反应,得到两种硫的氯化物A和B.A物质中的含硫量为0.131,B物质中的含氯量为0.816,A的相对分子质量比B大71.计算确定这两种氯化物的分子式分别为______.若上述反应得到的A、B的物质的量比为3:2,则参加反应的S和氯气的物质的量之比为______.
(2)硫的卤化物或卤氧化物都有强水解性,可以作脱水剂.SF4吸收V mL液态水(4℃),完全反应,得到3.2g SO2气体(假设SO2完全逸出)和10%的酸溶液,计算吸收的液态水的体积V为______mL.
(3)S4N4是亮橙色固体,不溶于水和有机溶剂,是一种重要的金属有机化学反应物.一般用S2Cl2、SCl2的惰性溶剂(CS2)氨解制得:6S2Cl2+16NH3→S4N4+S8+12NH4Cl;24SCl2+64NH3→4S4N4+S8+48NH4Cl.S2Cl2、SCl2的混合液体52.86g溶于足量的CS2中,再通入35.84L氨气(标准状况)完全氨解,产生14.080g硫单质.剩余氨气用40g水完全吸收形成氨水(密度为0.923g/mL).
计算:①该混合液体中S2Cl2、SCl2的物质的量之比为______.
   ②所得氨水的物质的量浓度为______(保留1位小数).
(4)S4N4与Ag在一定条件下反应,失去N2而缩合成(SN)x,(SN)x合成于1910年,过了五十年,才发现它在0.26K的低温下,可转变为超导体(superconductor).(SN)x的结构式如图:

已知1.20×105 mol S4N4与Ag发生缩合,失去了1.20×105 mol N2,生成二百聚物[(SN)200]和三百聚物.测得缩合产物中二百聚物的质量分数为0.50.
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科目:高中化学 来源:上海模拟题 题型:填空题

硫元素价态众多,可与卤素、氮等元素化合形成许多复杂化合物,在科学技术和生成中有重要的应用。根据题意完成下列计算:
(1)由硫与限量氯气在50~60°C反应16~20小时,可恰好完全反应,得到两种硫的氯化物A和B。A物质中的含硫量为0.131,B物质中的含氯量为0.816,A的相对分子质量比B大71。计算确定这两种氯化物的分子式分别为_______________。若上述反应得到的A、B的物质的量比为3:2,则参加反应的S和氯气的物质的量之比为___________。
(2)硫的卤化物或卤氧化物都有强水解性,可以作脱水剂。SF4吸收V mL液态水(4℃),完全反应,得到3.2gSO2气体(假设SO2完全逸出)和10%的酸溶液,计算吸收的液态水的体积V为_________mL。
(3)S4N4是亮橙色固体,不溶于水和有机溶剂,是一种重要的金属有机化学反应物。一般用S2Cl2、SCl2的惰性溶剂(CS2)氨解制得:6S2Cl2+16NH3→S4N4+S8+12NH4Cl;24SCl2+64NH3→4S4N4+S8+48NH4Cl。S2Cl2、SCl2的混合液体52.86g溶于足量的CS2中,再通入35.84L氨气(标准状况)完全氨解,产生14.080g硫单质。剩余氨气用40g水完全吸收形成氨水(密度为0.923g/mL)。
计算:
①该混合液体中S2Cl2、SCl2的物质的量之比为___________。
②所得氨水的物质的量浓度为_____________(保留1位小数)。
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已知1.20×105 mol S4N4与Ag发生缩合,失去了1.20×10mol N2,生成二百聚物[(SN)200]和三百聚物。测得缩合产物中二百聚物的质量分数为0.50。计算:
①缩合产物中各缩合物的物质的量。
②若Ag的实际使用量为8.64kg,求Ag的循环使用次数。

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