Question

A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)常見的四種物質(zhì)，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：A+B=C+D                       
（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，則A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M的電子式為

 

；分子的穩(wěn)定性B

 

M（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）若A、D是兩種單質(zhì)，B是黑色有磁性的氧化物，B與鹽酸反應(yīng)生成溶液N，檢驗(yàn)N溶液中低價(jià)金屬陽(yáng)離子的方法是

 

．將D的粉末加入溶液N中，當(dāng)有28g D完全溶解時(shí)，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子是

 

 mol．
（3）2NH₃（g）+3Cl₂（g）═N₂（g）+6HCl（g）H=-456kJ?mol^-1
已知：斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為

 

，NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵（填“強(qiáng)”或“弱”）

 

．
（4）某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖裝置以完成Cl₂和NH₃的反應(yīng)．若該裝置能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，則
①石墨b電極上發(fā)生的是

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）
②寫出石墨a電極的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷,原電池和電解池的工作原理

專題：推斷題,電化學(xué)專題

分析：（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，應(yīng)是NO與氧氣反應(yīng)得到NO₂，則C為NO、A為NO₂、B為H₂O、D為HNO₃，A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M為NH₃，分子中N原子與H原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，非金屬性越強(qiáng)，氫化物穩(wěn)定性越強(qiáng)；
（2）B是黑色有磁性的氧化物，B為Fe₃O₄，A、D是兩種單質(zhì)，則D為Fe，A為還原性單質(zhì)，C為A的氧化物，
N溶液中中低價(jià)陽(yáng)離子為Fe²⁺，用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)；將D的粉末加入溶液N中，發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
結(jié)合Fe的化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；
（3）反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，據(jù)此計(jì)算；鍵能越大，化學(xué)鍵越強(qiáng)；
（4）裝置為原電池反應(yīng)，鈉離子移向b極，可知a為負(fù)極，氨氣失電子，堿性條件下生成氮?dú)馀c水，b為正極，氯氣得到電子生成氯離子，發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，應(yīng)是NO與氧氣反應(yīng)得到NO₂，則C為NO、A為NO₂、B為H₂O、D為HNO₃，A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M為NH₃，分子中N原子與H原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，氮原子有一對(duì)孤對(duì)電子，氨氣的電子式為：；非金屬性O(shè)＞N，故氫化物穩(wěn)定H₂O＞NH₃，
故答案為：；＞；
（2）B是黑色有磁性的氧化物，B為Fe₃O₄，A、D是兩種單質(zhì)，則D為Fe，A為還原性單質(zhì)，C為A的氧化物，
四氧化三鐵與鹽酸反應(yīng)生成N的溶液中含有氯化亞鐵、氯化鐵，N溶液中中低價(jià)陽(yáng)離子為Fe²⁺，檢驗(yàn)離子方法為：取反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，溶液中有藍(lán)色沉淀生成則含有Fe²⁺；
用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)；將D的粉末加入溶液N中，發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，28gFe的物質(zhì)的量=

28g

56g/mol

=0.5mol，反應(yīng)中Fe的化合價(jià)由0價(jià)升高為+2，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.5mol×2=1mol，
故答案為：取反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，溶液中有藍(lán)色沉淀生成則含有Fe²⁺；1；
（3）由于反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，則6×E（H-N）+3E（Cl-Cl）-6 E（H-Cl）-E（N≡N）=-456kJ?mol^-1，即6×E（H-N）+3×243KJ/mol-6E（H-Cl）-945KJ/mol=-456kJ?mol^-1，整理得到E（H-N）-E（H-Cl）=-40KJ/mol，斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為40KJ，鍵能越大化學(xué)鍵越穩(wěn)定，故NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵弱；
故答案為：40kJ；弱；
（4）①裝置為原電池反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，由圖可知，鈉離子移向b極，可知a為負(fù)極，b為正極，氯氣在得到電子生成氯離子，發(fā)生還原反應(yīng)，
故答案為：還原；
 ②石墨a電極為負(fù)極，氨氣失電子，堿性條件下生成氮?dú)馀c水，電極反應(yīng)式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物推斷，題目比較綜合，涉及電子式、元素周期律、離子檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、鍵能與反應(yīng)焓變關(guān)系、化學(xué)鍵鍵參數(shù)、原電池等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與知識(shí)遷移應(yīng)用能力，難度中等．