Question

（1）某研究性合作學習組的同學進行Cl₂、NH₃的制備及性質(zhì)檢驗等實驗的流程和部分裝置如圖：

①裝置E中的藥品為

 

；已知3Cl₂+8NH₃═6NH₄Cl+N₂，當D的燒瓶中充滿黃綠色氣體后，關(guān)閉a、c打開b，D中的現(xiàn)象為黃綠色氣體慢慢消失，產(chǎn)生白煙，反應(yīng)一段時間后，關(guān)閉b打開c，觀察到的現(xiàn)象為

 

．
②請利用A、G裝置設(shè)計一個簡單的實驗驗證Cl₂、Fe³⁺、I₂的氧化性強弱為Cl₂＞Fe³⁺＞I₂（實驗中不斷地小心振蕩G裝置中的試管）．A中反應(yīng)物是KMnO₄和濃鹽酸，請寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：

 

，請寫出試劑M為

 

溶液，證明氧化性為Cl₂＞Fe³⁺＞I₂的實驗現(xiàn)象是

 

．
（2）氨作為一種富氫化合物，具有各種優(yōu)點，特別是氨有著良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，價格低廉，氨作為燃料電池燃料具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ�氨氧燃料電池示意圖，回答下列問題：
①a電極的電極反應(yīng)式為

 

；
②反應(yīng)一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH將

 

（填“增大”“減小”或“不變”）；
③已知：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol，
試寫出氨氣完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質(zhì),用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學電源新型電池,氯氣的實驗室制法

專題：電化學專題,鹵族元素,氮族元素

分析：（1）①氯氣和氨氣反應(yīng)生成氯化氫和氮氣，氯化氫和氨氣相遇生成白色煙氯化銨，氯氣的顏色消失；發(fā)生一系列的反應(yīng)后燒杯內(nèi)的氣體壓強變小，形成噴泉；
②KMnO₄和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣；氯氣有強氧化性，能氧化還原性的微粒，根據(jù)溶液中顏色的變化判斷微粒氧化性的強弱；
（2）①燃料電池中，負極上是燃料氨發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
②根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合氫離子和氫氧根離子濃度的變化來確定溶液pH的變化；
③根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學方程式的書寫方法來書寫即可．

解答： 解：（1）①常用堿石灰干燥氨氣；氯氣和氨氣反應(yīng)生成氯化氫和氮氣，氯化氫和氨氣相遇立即反應(yīng)生成白煙氯化銨，所以看到的現(xiàn)象是黃綠色氣體消失，產(chǎn)生白煙；反應(yīng)一段時間后，關(guān)閉b打開c，燒瓶內(nèi)氣體壓強小于空氣壓強導(dǎo)致燒杯中的液體進入燒瓶中，形成噴泉；
故答案為：堿石灰；燒杯中的液體進入燒瓶中，形成噴泉；
②KMnO₄和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，不需要加熱，反應(yīng)離子方程式為2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O；氯氣有氧化性，要檢驗微粒的氧化性，應(yīng)該選擇還原性的物質(zhì)，所以M是FeI₂；氯氣先和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì)，四氯化碳能萃取碘，所以下層由無色變成紫紅色，碘離子完全被氧化后，氯氣再和亞鐵離子反應(yīng)生成鐵離子，使上層溶液由亞鐵離子顏色變成鐵離子顏色，即由淺綠色變成黃色，由此證明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞I₂，
故答案為：KMnO₄和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣；FeI₂；先觀察到下層CCl₄由無色變?yōu)樽霞t色，后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)辄S色；
（2）①該燃料電池中，負極上燃料氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O，故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-═N₂+6H₂O；
②反應(yīng)一段時間后，由于電池反應(yīng)生成水，所以電解質(zhì)中氫氧根濃度減小，即堿性減弱，pH減小，故答案為：減小；
③已知：a：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，
b：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）可以由b×3-a×2得到，所以該反應(yīng)焓變△H=-1266 kJ/mol，
故答案為：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266 kJ/mol．

點評：本題考查了氧化性和還原性的比較、電化學等知識點，難度不大，注意堿性條件下電極反應(yīng)式的書寫．