Question

【題目】氮和砷（As)都是第VA族元素, 運(yùn)用相關(guān)知識(shí)回答以下問題：

(1)己知：① 2O2(g) + N2(g)=N2O4(l) △H1

② N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3

④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol

上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H4=______，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)?/span>_______。

(2)聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。請(qǐng)寫出聯(lián)氨與硫酸形成的所有鹽的化學(xué)式_______。

(3)聯(lián)氨是一種常用的還原劑，可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上lkg的聯(lián)氨可處理_______L水（假設(shè)水中溶解O2量為10mg/L）

(4)砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黃As4S4、雌黃As2S3等）存在。雌黃可被濃硝酸氧化為H3AsO4與S,硝酸被還原為NO2,反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為____________。

Answer 1

【答案】 2△H3-2△H2-△H1 反應(yīng)放熱多、產(chǎn)生大量氣體 N2H6(HSO4)2 、N2H6SO4 、(N2H5)2SO4 1×105 10:1

【解析】(1)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1，②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2，③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律，將③×2-②×2-①得到④：2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=2△H3-2△H2-△H1；根據(jù)反應(yīng)④可知，聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)放出大量熱且產(chǎn)生大量氣體，因此可作為火箭推進(jìn)劑，故答案為：2△H3-2△H2-△H1；反應(yīng)放熱量大，產(chǎn)生大量氣體；

(2)聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似，聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-，第二步電離方程式為N2H5++H2ON2H62++OH-，因此聯(lián)氨與硫酸形成的鹽有N2H6(HSO4)2、 N2H6SO4、(N2H5)2SO4，故答案為：N2H6(HSO4)2、 N2H6SO4、(N2H5)2SO4；

(3)聯(lián)氨是一種常用的還原劑，可用于處理高壓鍋爐水中的氧，聯(lián)胺被氧化失電子N2H4→N2失去4e-，O2→O2-得到4e-，聯(lián)胺和氧氣的摩爾質(zhì)量都是32g/mol，則等質(zhì)量聯(lián)胺和氧氣物質(zhì)的量相同，理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O21kg，可以處理水的體積為： =1×105L，故答案為：1×105；

(4)1molAs2S3被氧化為H3AsO4與S時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為[(5-3)×2+2×3]mol=10mol，1mol硝酸被還原為NO2時(shí)轉(zhuǎn)移電子為(5-4)mol=1mol，根據(jù)得失電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為10：1，故答案為：10：1。