Question

12．含氮化合物是重要的化工原料．存在如下轉化關系：

（1）工業(yè)上常用濃氨水檢驗氯氣管道是否泄漏．
①氨氣溶于水的過程中存在的平衡有（用離子方程式表示）NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-．
②向固體氧化鈣中滴加濃氨水，可用于實驗室制取少量氨氣，簡述原理氧化鈣與水反應放熱，生成氫氧化鈣溶于水增大了OH^-離子濃度，氨水中的離子平衡向左移動，使氨氣揮發(fā)出來．
（2）轉化Ⅱ中發(fā)生的系列反應，在工業(yè)上可以用來制備硝酸，寫出①中反應的化學方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）現(xiàn)代工業(yè)常以氯化鈉、二氧化碳和氨氣為原料制備純堿．轉化Ⅲ中部分反應如下：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl（飽和）═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
①轉化Ⅲ中有NaHCO₃沉淀析出的原因是混合液中NaHCO₃的溶解度最小，溶液達過飽和時會有NaHCO₃晶體析出．
②欲測定某工業(yè)純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)，某同學設計方案如下：
準確稱取10.00g樣品，加入過量的鹽酸，充分反應，蒸干、冷卻后稱量．反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質量幾乎不變?yōu)橹�，此時所得固體的質量為10.99g．樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為95.4%．
（4）以氨作為燃料的固體氧化物（含有O^2-）燃料電池，具有全固態(tài)結構、能量效率高、無污染等特點．工作原理如圖2所示：
①固體氧化物作為電池工作的電解質，O^2-移向（填字母）A．
A．電極a        B．電極b
②該電池工作時，電極a上發(fā)生的電極反應為2NH₃+3O ^2--6e^-=N₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）①氨氣溶于水與水反應生成一水合氨，一水合氨電離形成銨根和氫氧根離子，據(jù)此書寫；
②根據(jù)氧化鈣與水反應放熱，促進氨水中的離子平衡向左移動，使氨氣揮發(fā)出來；
（2）氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）①根據(jù)NaHCO₃的溶解度最小，溶液達過飽和時會有NaHCO₃晶體析出分析；
②根據(jù)Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O進行計算；
（4）根據(jù)無污染的特點可知反應為2NH₃+3O₂=N₂+6H₂O，通入氨氣的一極為負極，陰離子向負極移動；負極發(fā)生氧化反應，氨氣被氧化生成氮氣．

解答 解：（1）①氨氣溶于水與水反應生成一水合氨，一水合氨電離形成銨根和氫氧根離子，電離方程式為NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
②向固體氧化鈣中滴加濃氨水，因為氧化鈣與水反應放熱，促進氨水中的離子平衡向左移動，使氨氣揮發(fā)出來，故答案為：氧化鈣與水反應放熱，生成氫氧化鈣溶于水增大了OH^-離子濃度，氨水中的離子平衡向左移動，使氨氣揮發(fā)出來；
（2）氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮和水，方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）①因為NaHCO₃的溶解度最小，所以溶液達過飽和時會有NaHCO₃晶體析出，故答案為：混合液中NaHCO₃的溶解度最小，溶液達過飽和時會有NaHCO₃晶體析出；
②設10.00g樣品中含碳酸鈉為xg，則
    Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
      106        2×58.5
      x           10.99
所以$\frac{106}{x}$=$\frac{2×58.5}{10.99}$，解得x=9.96g，則樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為$\frac{9.96}{10}$×100%=99.6%，故答案為：99.6%；
（4）①通入氨氣的一極為負極，陰離子向負極移動，即由電極b向電極a移動，故選：A；
②在a上發(fā)生的反應為負極反應，氨氣被氧化生成氮氣，電極方程式為2NH₃+3O ^2--6e^-=N₂+3H₂O，故答案為：2NH₃+3O^2--6e^-=N₂+3H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及氨水的電離平衡，純堿的制備原理以及電化學知識，綜合考查學生的分析能力和計算能力，為高考高頻考點和常見題型，難度中等，注意電極方程式的書寫．