氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。 (1)氯胺[NH2Cl(g)]是...

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。

(1)氯胺[NH2Cl(g)]是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,试写出其杀菌过程中与水反应的化学方程式________________。

(2)羟胺(NH2OH)是有机合成的常见还原剂。工业上可用硝酸．硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO3-可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式为________________。

(3)银氨溶液是检验醛基的重要试剂,其溶液中存在Ag(NH3)2+(aq)Ag+(aq)+2NH3(aq)。常温下,反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.94×10-3,且Ksp(AgCl)=1.76×10-10,则K[Ag(NH3)2+]=________________。

(4)水合肼(N2H4·H2O)常用作锅炉水的除氧剂。N2H4·H2O为二元弱碱，在水溶液中的一级电离方程式表示为N2H4·H2ON2H5++OH-。盐酸肼(N2H6Cl2)是一种可溶性盐，其第一步水解的离子方程式为________________,溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为________________。

(5)氨是一种重要的氮肥。工业合成氨反应为：N2(g)+ H2(g)NH3(g),该反应的活化能Ea1=254kJ/mol。

①查阅文献,相关化学键键能数据如下：

化学键	H-H	NN	N-H
E/kJ·mol-1	436	946	391

则反应NH3(g)N2(g)+ H2(g)的活化能Ea2=________________。

②一定条件下,1molN2与3.6molH2在密闭容器中充分反应,测得放出的热量为13.8kJ,则H2的转化率为________________,为提高原料的利用率,工业合成氨应该采取的措施是=________________。

NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O) 2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑ 9.07×10-8 N2H62+ N2H5++H+ c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-) 300kJ/mol 12.5% 循环操作(其它合理答案均得分) 【解析】（1）氯胺与水缓慢反应，NH2-与水电离出来的H+结合成氨气，Cl+与OH-结合生成强氧化性的物质HClO，该反应的化学方程式为NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O)；正确答案：NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O)。 (2)NO3-可转化为NH2OH,发生还原反应，阴极反应为2NO3-+12e-+14H+ =2NH2OH+4H2O；阳极极反应：12OH--12e-=3O2↑+6H2O；两个极反应相加，得到该电解反应的总化学方程式为2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑；正确答案：2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑。 (3)化学平衡常数K=1.94×10-3=c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)/c2(NH3)= c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)×c(Ag+)/c2(NH3) ×c(Ag+)=1.76×10-10×c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3)，所以：c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3)=1.94×10-3/1.76×10-10；K[Ag(NH3)2+]= c2(NH3)/ c(Ag(NH3)2+)=1.76×10-10/1.94×10-3=9.07×10-8；正确答案：9.07×10-8。 (4)N2H4·H2O为二元弱碱，所以盐酸肼(N2H6Cl2)为强酸弱碱盐，水解显碱性，其第一步水解的离子方程式为N2H62+N2H5++H+ ；溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-)；正确答案：N2H62+N2H5++H+； c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-)。 (5) ①氨分解反应的ΔH=3×391-1/2×436-3/2×946=+46 kJ·mol-1；反应热(ΔH)等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，ΔH=Ea1-Ea2=254-Ea2=+46，Ea2=300kJ·mol-1；正确答案：300 kJ·mol-1。 ②根据上述分析可知：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)，ΔH=-92 kJ·mol-1，反应放出的热量为13.8kJ时，消耗氢气的量为3×13.8/92=0.45 mol, H2的转化率为0.45/3.6×100%=12.5%；为提高原料的利用率,工业合成氨应该采取的措施是工业合成氨为了提高原料的利用率，要采用循环操作，也就是把未反应的氮气、氢气从反应混合气中分离出来，重新送回反应器中；由于合成氨是气体体积减小的反应，为提高原料利用率，也可适当增大反应体系压强；正确答案：12.5% ；循环操作(其它合理答案均得分)。

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考点分析：

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草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取CoC2O4的工艺流程如下：：

（1）“550℃焙烧”的目的是除去__________________________________；

（2）“浸出液”的主要成分是_________________________________；

（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为：____________________；

（4）“净化除杂1”过程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，其作用是：(用离子方程式表示）_____；再升温至80 ~ 85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分的是________________。

（5）“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×l0-5mol /L，则滤液中c(Mg2+)为____________________ [已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2) =1.05×10-10]。

（6）为测定制得样品的纯度，现称取1.00 g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000 mol/L KMnO4溶液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO4溶液26.00 mL,则草酸钴样品的纯度为__________________________________。