Question

A、B、C、D是中學化學常見的四種物質，它們的轉化關系如下：A+B=C+D                       
（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，則A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M的電子式為

 

；分子的穩(wěn)定性B

 

M（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）若A、D是兩種單質，B是黑色有磁性的氧化物，B與鹽酸反應生成溶液N，檢驗N溶液中低價金屬陽離子的方法是

 

．將D的粉末加入溶液N中，當有28g D完全溶解時，該反應轉移的電子是

 

 mol．
（3）2NH₃（g）+3Cl₂（g）═N₂（g）+6HCl（g）H=-456kJ?mol^-1
已知：斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為

 

，NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵（填“強”或“弱”）

 

．
（4）某學生設計了如圖裝置以完成Cl₂和NH₃的反應．若該裝置能實現(xiàn)設計目標，則
①石墨b電極上發(fā)生的是

 

反應（填“氧化”或“還原”）
②寫出石墨a電極的電極反應式：

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷,原電池和電解池的工作原理

專題：推斷題,電化學專題

分析：（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，應是NO與氧氣反應得到NO₂，則C為NO、A為NO₂、B為H₂O、D為HNO₃，A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M為NH₃，分子中N原子與H原子之間形成1對共用電子對，非金屬性越強，氫化物穩(wěn)定性越強；
（2）B是黑色有磁性的氧化物，B為Fe₃O₄，A、D是兩種單質，則D為Fe，A為還原性單質，C為A的氧化物，
N溶液中中低價陽離子為Fe²⁺，用鐵氰化鉀溶液檢驗；將D的粉末加入溶液N中，發(fā)生反應Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
結合Fe的化合價變化計算轉移電子數(shù)目；
（3）反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，據(jù)此計算；鍵能越大，化學鍵越強；
（4）裝置為原電池反應，鈉離子移向b極，可知a為負極，氨氣失電子，堿性條件下生成氮氣與水，b為正極，氯氣得到電子生成氯離子，發(fā)生還原反應．

解答： 解：（1）若A、B、C都是非金屬氧化物，且C在空氣中易變成A，應是NO與氧氣反應得到NO₂，則C為NO、A為NO₂、B為H₂O、D為HNO₃，A中非氧元素的氣態(tài)氫化物M為NH₃，分子中N原子與H原子之間形成1對共用電子對，氮原子有一對孤對電子，氨氣的電子式為：；非金屬性O＞N，故氫化物穩(wěn)定H₂O＞NH₃，
故答案為：；＞；
（2）B是黑色有磁性的氧化物，B為Fe₃O₄，A、D是兩種單質，則D為Fe，A為還原性單質，C為A的氧化物，
四氧化三鐵與鹽酸反應生成N的溶液中含有氯化亞鐵、氯化鐵，N溶液中中低價陽離子為Fe²⁺，檢驗離子方法為：取反應后的溶液于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，溶液中有藍色沉淀生成則含有Fe²⁺；
用鐵氰化鉀溶液檢驗；將D的粉末加入溶液N中，發(fā)生反應Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，28gFe的物質的量=

28g

56g/mol

=0.5mol，反應中Fe的化合價由0價升高為+2，轉移電子物質的量=0.5mol×2=1mol，
故答案為：取反應后的溶液于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，溶液中有藍色沉淀生成則含有Fe²⁺；1；
（3）由于反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，則6×E（H-N）+3E（Cl-Cl）-6 E（H-Cl）-E（N≡N）=-456kJ?mol^-1，即6×E（H-N）+3×243KJ/mol-6E（H-Cl）-945KJ/mol=-456kJ?mol^-1，整理得到E（H-N）-E（H-Cl）=-40KJ/mol，斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為40KJ，鍵能越大化學鍵越穩(wěn)定，故NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵弱；
故答案為：40kJ；弱；
（4）①裝置為原電池反應，電解質溶液中陽離子向正極移動，由圖可知，鈉離子移向b極，可知a為負極，b為正極，氯氣在得到電子生成氯離子，發(fā)生還原反應，
故答案為：還原；
 ②石墨a電極為負極，氨氣失電子，堿性條件下生成氮氣與水，電極反應式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．

點評：本題考查無機物推斷，題目比較綜合，涉及電子式、元素周期律、離子檢驗、氧化還原反應計算、鍵能與反應焓變關系、化學鍵鍵參數(shù)、原電池等，需要學生具備扎實的基礎與知識遷移應用能力，難度中等．