Question

4．Ⅰ．在發(fā)射“神舟”七號(hào)的火箭推進(jìn)器中裝有肼（N₂H₄）和過(guò)氧化氫，當(dāng)兩者混合時(shí)即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱．
已知：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641kJ•mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44 kJ•mol^-1
（1）若用3.2g液態(tài)肼與足量過(guò)氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，則整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4mol，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂ （g）+4H₂O （l）△H=-817.6 kJ/mol．
（2）肼（N₂H₄）中N元素的雜化方式是sp³雜化，過(guò)氧化氫的電子式為
Ⅱ．某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5，因此，對(duì)PM2.5、SO₂、NO_x等進(jìn)行研究具有重要意義．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（3）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成室溫待測(cè)試樣．
若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	Cl-
濃度/mol•L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5待測(cè)試樣的pH=4．
（4）為減少SO₂的排放，常采取的措施有：①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料水煤氣．
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式（注明反應(yīng)條件）：C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
水煤氣除可用作燃料氣外，請(qǐng)列舉一種水煤氣的其他用途做還原劑冶煉金屬
②洗滌含SO₂的煙氣．以下物質(zhì)可作洗滌劑的是bd．
a． Na₂SO₄ b．Na₂CO₃         c．CaCl₂ d．NaHS．

Answer 1

分析 （1）熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律計(jì)算分析得到熱化學(xué)方程式；依據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化分析計(jì)算氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移；
（2）肼分子中每個(gè)N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，且還含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定N原子雜化類型；過(guò)氧化氫為共價(jià)化合物，據(jù)此書寫電子式；
（3）先根據(jù)溶液中電荷守恒計(jì)算氫離子的濃度，然后求出pH；
（4）①碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，水煤氣中一氧化碳、氫氣具有還原性，可以還原金屬氧化物；
②二氧化硫是一種酸性氧化物可以和堿反應(yīng)，二氧化硫溶于水得亞硫酸，酸性強(qiáng)于碳酸，所以可以和碳酸鈉溶液反應(yīng)．

解答 解：（1）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂ （g）+4H₂O （l）△H=-817.6 kJ/mol；依據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化可知，N₂H₄～N₂～4e^-；3.2g液態(tài)肼物質(zhì)的量=$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol；依據(jù)電子守恒計(jì)算得到轉(zhuǎn)移電子為0.4mol；
故答案為：0.4mol； N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂ （g）+4H₂O （l）△H=-817.6 kJ/mol；
（2）肼分子中每個(gè)N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，且還含有一個(gè)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，所以氮原子的雜化方式為sp³雜化，過(guò)氧化氫為共價(jià)化合物，據(jù)此書寫電子式為：，
故答案為：sp³雜化；；
（3）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH₄⁺水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性；試樣的pH值根據(jù)溶液中電荷守恒：c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）計(jì)算H⁺離子濃度為10^-4，該樣本的pH=4，
故答案為：4；
（4）①焦炭與水蒸氣高溫反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，一氧化碳可以還原氧化鐵生成鐵做還原劑，
故答案為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；做還原劑冶煉金屬；
②a．二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能夠與堿反應(yīng)：和硫酸鈉不反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；
b．二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應(yīng)：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑，可以用碳酸鈉溶液做洗滌劑，故b正確；
c．二氧化硫與氯化鈣溶液不反應(yīng)，不能用氯化鈣溶液吸收二氧化硫，故c錯(cuò)誤；
d．二氧化硫與硫氫化鈉溶液反應(yīng)生成硫單質(zhì)，所以可以用硫氫化鈉溶液吸收，故d正確；
故選：bd．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫方法、蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移計(jì)算、溶液pH值的計(jì)算，掌握蓋斯定律的含義，明確溶液中電荷守恒規(guī)律及pH計(jì)算公式是解題關(guān)鍵，題目難度中等