Question

氮可以形成多種化合物，如NH₃、N₂H₄、HCN、NH₄NO₃等．
（1）已知：N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1
①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=

-622.2

kJ?mol^-1．
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）不能自發進行的原因是

△H＞0，△S＜0

．
③用次氯酸鈉氧化氨氣，可以得到N₂H₄的稀溶液，該反應的化學方程式是

NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O

．
（2）采礦廢液中的CN^-可用H₂O₂處理．已知：H₂SO₄═H⁺+HSO

- 4

；HSO

- 4

??H⁺+SO

2- 4

．用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O

2- 8

，S₂O

2- 8

水解可以得到H₂O₂．寫出陽極上的電極反應式：

2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺

．
（3）氧化鎂處理含NH

+ 4

的廢水會發生如下反應：
MgO+H₂O?Mg（OH）₂；
Mg（OH）₂+2NH

+ 4

?Mg²⁺+2NH₃?H₂O．
①溫度對氮處理率的影響如圖所示．在25℃前，升高溫度氮去除率增大的原因是

升高溫度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出

．
②剩余的氧化鎂，不會對廢水形成二次污染，理由是

氧化鎂難溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不會形成二次污染

．
（4）滴定法測廢水中的氨氮含量（氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中）步驟如下：①取10mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中，再加蒸餾水至總體積為175mL；②先將水樣調至中性，再加入氧化鎂使水樣呈微堿性，加熱；③用25mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH₃+4H₃BO₃═（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O]；④將吸收液移至錐形瓶中，加入2滴指示劑，用c mol?L^-1的硫酸滴定至終點[（NH₄）₂B₄O₇+H₂SO₄+5H₂O═（NH₄）₂SO₄+4H₃BO₃]，記錄消耗的體積V mL．則水樣中氮的含量是

2 800cV

mg?L^-1（用含c、V的表達式表示）．

Answer 1

分析：（1）①依據熱化學方程式和蓋斯定律來計算得到；
②依據△H-T△S＜0判斷反應自發進行；
③次氯酸鈉氧化氨氣，可以得到N₂H₄，依據氧化還原反應電子守恒、原子守恒配平寫出；
（2）電解池中陰離子在陽極失電子發生氧化反應；
（3）①依據氨氣溶解度隨溫度增大減小分析；
②氧化鎂是難溶物質；
（4）依據滴定實驗步驟和滴定用量結合化學方程式計算分析得到．

解答：解：（1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ?mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1
依據蓋斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-622.2KJ/mol，
故答案為：-622.2；　
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）不能自發進行的原因是△H-T△S＞0，則反應△S＜0，△H＞0；
故答案為：△H＞0，△S＜0；
③用次氯酸鈉氧化氨氣，可以得到N₂H₄的稀溶液，該反應的化學方程式為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O₈^2-，HSO₄^-離子在陽極失電子生成S₂O₈^2-，電極反應為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺，
故答案為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺；
（3）①在25℃前，升高溫度氮去除率增大的原因是因為氨氣溶解度隨溫度升高，溶解度減小，
故答案為：升高溫度NH₃的溶解度降低，有利于NH₃的逸出；
②剩余的氧化鎂，是難溶于水的物質沉淀出不形成污染，不會對廢水形成二次污染，
故答案為：氧化鎂難溶于水中，以沉淀的形式排出，因此不會形成二次污染；
（4）取10mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中，再加蒸餾水至總體積為175mL；②先將水樣調至中性，再加入氧化鎂使水樣呈微堿性，加熱；③用25mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH₃+4H₃BO₃═（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O]；④將吸收液移至錐形瓶中，加入2滴指示劑，用c mol?L^-1的硫酸滴定至終點[（NH₄）₂B₄O₇+H₂SO₄+5H₂O═（NH₄）₂SO₄+4H₃BO₃]，記錄消耗的體積V mL．依據滴定實驗和反應化學方程式可知：
2NH₃～（NH₄）₂B₄O₇～H₂SO₄
2                    1
2×cV×10^-3mol     cV×10^-3mol
水樣中氮的含量=

2×cV×10-3mol×14g/mol

0.01L

=2.8cV （g/L）=2800cV （mg/L），
故答案為：2800cV．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，電極原理的分析判斷電極書寫，實驗過程分析理解，滴定實驗的計算應用，題目難度中等．