Question

（14分）某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：

甲 + 乙丙 + 丁 + 水。

（1）若丙为NO₂。

①甲与乙反应的化学方程式为                                                。

②火箭常用NO₂的二聚体N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，已知：

N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)          △H ＝－67.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)   △H ＝－534.0kJ·mol^-1

2NO₂(g)N₂O₄(g)             △H ＝－52.7kJ·mol^-1

试写出气态肼（N₂H₄）在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：           

___________________________________________________。

③肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池。肼燃料电池原理如右图所示，右边电极为        （填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为                。

（2）若丙为SO₂。

①把乙滴入硫酸铜晶体中，观察到的现象是               。

②SO₂气体有毒，多余的SO₂气体常用足量的NaOH溶液吸收，写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序：                                   。

③在氧化还原反应的过程中，氧化反应和还原反应同时发生，有关反应：

SO₂－2e^－＋2H₂O = SO₄^2－＋4H^＋反应的说法错误的是                           。

A．该反应为氧化反应

B．上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol，则生成溶液的PH值为1

C．Fe₂(SO₄)₃、品红两种溶液都能使上述反应进行

D．通入Cl₂会降低SO₂的漂白作用

Answer

（1）① C + 4HNO3（浓）CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O          （2分）

② 2N2H4(g)＋N2O4(g)＝3N2(g)＋4H2O(g)  △H＝－947.6 kJ· mol－1     （2分）

③ 正极   （2分）       N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O    （2分）

（2）① 蓝色晶体变白色粉末     （2分）

② c(Na+) > c( SO32-) > c(OH-) > c( HSO3-) > c(H+)      （2分）

③ B   C          （2分）

【解析】最外层电子数为次外层的2倍，则是碳元素。

（1）①丙是NO2，则乙是浓硝酸，和碳反应氧化还原反应，反应式为C + 4HNO3（浓）CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O。

②考查盖斯定律的应用。根据①N2(g) + 2O2(g) ＝2NO2(g)、②N2H4(g) + O2(g) ＝N2(g) + 2H2O(g)和③NO2(g) 1/2N2O4(g)可知，如果②×2－①－③即得到2N2H4(g)＋N2O4(g)＝3N2(g)＋4H2O(g)，所以反应热为－534.0 kJ/mol×2＋67.7 kJ/mol+52.7 kJ/mol＝－947.6kJ/mol。

③右侧通入氧气，则是正极，左侧是负极，肼失去电子，发生氧化反应，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O。

（2）若丙为SO2，则乙是浓硫酸，丁是CO2。①浓硫酸具有吸水性，可以吸收胆矾中的水分子，生成无水硫酸铜，所以蓝色晶体变白色粉末。

②SO2和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠水解，溶液显碱性。所以浓度大小顺序为c(Na+) > c( SO32-) > c(OH-) > c( HSO3-) > c(H+)。

③反应失去电子，所以是氧化反应。每转移2mol电子，就生成4mol氢离子，所以若转移电子物质的量为0.05mol，则生成氢离子的物质的量为0.1mol，但溶液的体积是未知的，所以无法计算pH，B不正确。SO2使品红溶液褪色，不是氧化还原反应，C不正确。氯气具有氧化性，SO2具有还原性，二者发生氧化还原反应，生成硫酸和盐酸，降低漂白性，D正确。