Question

（1）某研究性合作学习组的同学进行Cl₂、NH₃的制备及性质检验等实验的流程和部分装置如图：

①装置E中的药品为

 

；已知3Cl₂+8NH₃═6NH₄Cl+N₂，当D的烧瓶中充满黄绿色气体后，关闭a、c打开b，D中的现象为黄绿色气体慢慢消失，产生白烟，反应一段时间后，关闭b打开c，观察到的现象为

 

．
②请利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl₂、Fe³⁺、I₂的氧化性强弱为Cl₂＞Fe³⁺＞I₂（实验中不断地小心振荡G装置中的试管）．A中反应物是KMnO₄和浓盐酸，请写出A中发生反应的化学方程式：

 

，请写出试剂M为

 

溶液，证明氧化性为Cl₂＞Fe³⁺＞I₂的实验现象是

 

．
（2）氨作为一种富氢化合物，具有各种优点，特别是氨有着良好的产业基础，价格低廉，氨作为燃料电池燃料具有很大的发展潜力．氨氧燃料电池示意图，回答下列问题：
①a电极的电极反应式为

 

；
②反应一段时间后，电解质溶液的pH将

 

（填“增大”“减小”或“不变”）；
③已知：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol，
试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：氨的制取和性质,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,氯气的实验室制法

专题：电化学专题,卤族元素,氮族元素

分析：（1）①氯气和氨气反应生成氯化氢和氮气，氯化氢和氨气相遇生成白色烟氯化铵，氯气的颜色消失；发生一系列的反应后烧杯内的气体压强变小，形成喷泉；
②KMnO₄和浓盐酸反应制取氯气；氯气有强氧化性，能氧化还原性的微粒，根据溶液中颜色的变化判断微粒氧化性的强弱；
（2）①燃料电池中，负极上是燃料氨发生失电子的氧化反应；
②根据电极反应式结合氢离子和氢氧根离子浓度的变化来确定溶液pH的变化；
③根据盖斯定律结合热化学方程式的书写方法来书写即可．

解答： 解：（1）①常用碱石灰干燥氨气；氯气和氨气反应生成氯化氢和氮气，氯化氢和氨气相遇立即反应生成白烟氯化铵，所以看到的现象是黄绿色气体消失，产生白烟；反应一段时间后，关闭b打开c，烧瓶内气体压强小于空气压强导致烧杯中的液体进入烧瓶中，形成喷泉；
故答案为：碱石灰；烧杯中的液体进入烧瓶中，形成喷泉；
②KMnO₄和浓盐酸反应制取氯气，不需要加热，反应离子方程式为2KMnO₄+16HCl（浓）=2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O；氯气有氧化性，要检验微粒的氧化性，应该选择还原性的物质，所以M是FeI₂；氯气先和碘离子反应生成碘单质，四氯化碳能萃取碘，所以下层由无色变成紫红色，碘离子完全被氧化后，氯气再和亚铁离子反应生成铁离子，使上层溶液由亚铁离子颜色变成铁离子颜色，即由浅绿色变成黄色，由此证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞I₂，
故答案为：KMnO₄和浓盐酸反应制取氯气；FeI₂；先观察到下层CCl₄由无色变为紫红色，后看到上层溶液由浅绿色变为黄色；
（2）①该燃料电池中，负极上燃料氨气失电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，故答案为：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O；
②反应一段时间后，由于电池反应生成水，所以电解质中氢氧根浓度减小，即碱性减弱，pH减小，故答案为：减小；
③已知：a：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，
b：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol，
根据盖斯定律，反应4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）可以由b×3-a×2得到，所以该反应焓变△H=-1266 kJ/mol，
故答案为：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266 kJ/mol．

点评：本题考查了氧化性和还原性的比较、电化学等知识点，难度不大，注意碱性条件下电极反应式的书写．