Question

9．氮、磷及其化合物在科研及生產(chǎn)中均有著重要的應用．

（1）室溫下，0.1mol/L的亞硝酸（HNO₂）、次氯酸的電離常數(shù)Ka 分別為：7.1×10^-6，2.98×10^-9．HNO₂的酸性比HClO強（填“強”、“弱”）；將0.1mol/L的亞硝酸加水稀釋100倍，c（H⁺）減�。ㄌ睢安蛔儭�、“增大”或“減小”），Ka值不變（同上）
（2）NaNO₂與NaCl都是白色粉末且都有咸味，但NaNO₂有毒，具有致癌性．通常它們可以通過加入熱的白醋（CH₃COOH）鑒別，NaNO₂遇到白醋會產(chǎn)生一種紅棕色氣體和一種無色氣體，它們的組成元素相同．該反應的離子方程式為2NO₂^-+2CH₃COOH═NO₂+NO+2CH₃COO^-+H₂O．
（3）磷及部分重要化合物的相互轉(zhuǎn)化如圖甲所示．
①“步驟Ⅰ”為白磷的工業(yè)生產(chǎn)方法之一，反應在1300℃的高溫爐中進行，焦炭的作用是作還原劑．
②不慎將白磷沾到皮膚上，可用0.2mol/LCuSO₄溶液沖洗，“步驟Ⅱ”涉及的反應中氧化劑是CuSO₄和P₄．
（4）若處理后的廢水中c（PO₄^3-）=4×10^-7mol/L，則溶液中c（Ca²⁺）不會超過5×10^-6mol/L．（K_ap[Ca₂（PO₄）₃]=2×10^-29）
（5）某“液氨--液氧”燃料電池裝置示意圖如圖乙所示，該燃料電池以NaOH為電解質(zhì)．該電池在工作時，“電極2”為正極（填“正”或“負”）；“電極1”表面發(fā)生的電極反應式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）電離常數(shù)越大，酸性越強；亞硝酸為弱電解質(zhì)，亞硝酸稀釋，電離程度雖然增大，但溶液中氫離子濃度降低；其電離常數(shù)只與溫度有關(guān)；
由相同濃度亞硝酸、次氯酸電離常數(shù)可知，亞硫酸酸性比次氯酸強，根據(jù)強酸制備弱酸書寫離子方程式；
（2）亞硝酸鈉與醋酸反應生成生成NO和二氧化氮、醋酸鈉、水；
（3）①依據(jù)發(fā)生反應2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂+10C→P₄↑+6CaSiO₃+10CO↑，判斷C的作用；
②依據(jù)氧化還原反應中銅元素、磷元素化合價變化計算；
（4）根據(jù)K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=[c（Ca²⁺）]³×c（PO₄^3-）計算；
（5）燃料電池中通入氧氣的一極為正極，通氨氣的一極為負極，負極上氨氣失電子生成氮氣和水．

解答 解：（1）電離常數(shù)越大，酸性越強，已知亞硝酸的電離常數(shù)大于HClO，所以HNO₂的酸性比HClO強；亞硝酸為弱電解質(zhì)，亞硝酸稀釋，電離程度雖然增大，但溶液中氫離子濃度降低；其電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，K_i值不發(fā)生變化；
故答案為：強；減小；不變；
（2）NaNO₂遇到白醋會產(chǎn)生一種紅棕色氣體和一種無色氣體，則亞硝酸鈉與醋酸反應生成生成NO和二氧化氮、醋酸鈉、水，反應的離子方程式為：2NO₂^-+2CH₃COOH═NO₂+NO+2CH₃COO^-+H₂O；
故答案為：2NO₂^-+2CH₃COOH═NO₂+NO+2CH₃COO^-+H₂O；
（3）①步驟Ⅰ為白磷的工業(yè)生產(chǎn)方法之一，發(fā)生反應2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂+10C→P₄↑+6CaSiO₃+10CO↑，反應中C中的碳化合價升高，做還原劑，
故答案為：做還原劑；
②Cu元素的化合價由+2價降低到+1價，CuSO₄是氧化劑，P₄部分磷元素由0價降低到-3價，部分磷元素由0價升高到+5價，磷元素的化合價既升高又降低，所以P₄既是氧化劑又是還原劑，
故答案為：CuSO₄和P₄；
（4）若處理后的廢水中c（PO₄^3-）=4×10^-7 mol•L^-1，K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=[c（Ca²⁺）]³×c（PO₄^3-）=2×10^-29，c（Ca²⁺）=$\root{3}{\frac{2×1{0}^{-29}}{（4×1{0}^{-7}）^{2}}}$=5×10^-6mol•L^-1，
故答案為：5×10^-6；
（5）燃料電池中通入氧氣的一極為正極，則電極2為正極，通氨氣的一極為負極，負極上氨氣失電子生成氮氣和水，負極的電極反應為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；
故答案為：正；2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

點評 本題綜合考查了弱電解質(zhì)、難溶電解質(zhì)的平衡、化學電源新型電池，以此為載體考查電池反應式的書寫、方程式的有關(guān)計算，側(cè)重考查分析、計算能力，題目難度較大．