Question

氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料．
（1）以氨為燃料可以設(shè)計(jì)制造氨燃料電池，因產(chǎn)物無(wú)污染，在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用．若以惰性材料為電極，KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

．
科學(xué)家采用質(zhì)子高導(dǎo)電性的SCY陶瓷（可傳遞H⁺）實(shí)現(xiàn)了低溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨，其實(shí)驗(yàn)
原理示意圖如圖1所示，則陰極的電極反應(yīng)式是

 

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（2）NH₄HSO₄在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛，現(xiàn)向100mL0.1mol?L-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol?L-1NaOH溶液，得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖2所示．試分析圖中a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)．
①a點(diǎn)溶液的pH的取值范圍是

 

，此時(shí)溶液中水電離出的c（H⁺）

 

1×10^-2 mol/L，b點(diǎn)時(shí)，溶液呈酸性的原因是

 

（用化學(xué)用語(yǔ)表示）；
②在c點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）堿性燃料電池中，負(fù)極上燃燒失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；陰極是氮?dú)獾玫诫娮影l(fā)生還原反應(yīng)；
（2）①a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)是100mL0.1mol?L^-1NH₄HSO₄溶液的PH，b點(diǎn)是氫氧化鈉和硫酸氫銨溶液中氫離子恰好反應(yīng)，恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；c點(diǎn)是溶液PH=7
②c點(diǎn)溶液呈中性，則溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃?H₂O三種成分．

解答： 解：（1）堿性燃料電池中，負(fù)極上燃燒失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該原電池中負(fù)極上氨氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，陰極是氮?dú)獾秒娮影l(fā)生還原反應(yīng)，所以電極反應(yīng)方程式為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（2）①a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)是100mL0.1mol?L^-1NH₄HSO₄溶液的PH，銨根離子水解顯酸性，氫離子對(duì)水解起到抑制作用，所以a＜1，此時(shí)溶液中水電離出的c（H⁺）＜10^-2mol/L，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，b點(diǎn)恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄，溶液中發(fā)生水解反應(yīng)的離子是NH₄⁺，NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，銨根離子水解溶液顯酸性；
故答案為：＜1；＜；NH₄⁺；
②c點(diǎn)溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃?H₂O三種成分，b點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據(jù)N元素與S元素的關(guān)系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解質(zhì)溶液中離子濃度大小分析判斷，鹽類水解的理解應(yīng)用，注意圖象的變化特征分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．