Question

4．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義
（1）氮是地球上含量豐富的元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
①圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下是N₂和H₂反應(yīng)生成0.5molNH₃過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1．（△H的數(shù)值用含字母a、b的代數(shù)式表示）
②氨氣溶于水得到氨水．在25℃下，將n mol•L^-1的氨水與mmol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后的溶液呈中性，則溶液中離子濃度由大到小的順序c（NH₄⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；用含m和n的代數(shù)式表示出混合液中氨水的電離平衡常數(shù)表達(dá)式$\frac{n×1{0}^{-7}}{n-m}$；pH=5的鹽酸和pH=5的氯化銨溶液中，由水電離出來的C（H⁺）之比10^-4：1
（2）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合態(tài)存在．25℃下，向0.1mol•L^-1的NaI溶液中逐滴加入適量的0.1mol•L^-1硝酸銀溶液，看到的現(xiàn)象是產(chǎn)生黃色沉淀．向反應(yīng)后的濁液中，繼續(xù)加入適量0.1mol•L^-1的Na₂S溶液，振蕩、靜置，看到的現(xiàn)象是黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）2AgI（s）+S^2-（aq）=Ag₂S（s）+2I^-（aq）．
（已知25℃時(shí)K_sp（AgI）=1.0X10^-16Ksp（Ag₂S）=6.3X10^-50）

Answer 1

分析 （1）①由圖求出N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃的反應(yīng)熱，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫解答；
②根據(jù)電荷守恒，判斷離子濃度大��；氨水的電離平衡常數(shù)為電離出離子的濃度積與溶質(zhì)濃度的比值；氯化銨溶液中銨根離子水解顯酸性，水電離出的氫離子濃度為10^-5mol/L，pH=5的鹽酸溶液中水電離出的氫離子濃度依據(jù)水的離子積計(jì)算得到；
（2）向硝酸銀溶液中加入NaI溶液，生成AgI沉淀，再加硫化鈉AgI沉淀轉(zhuǎn)化為Ag₂S．

解答 解：（1）①由圖可知，N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃放出的熱量為（b-a）kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1；
②將n mol•L^-1的氨水與m mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后的溶液呈中性，則氨水必須稍微過量，根據(jù)溶液的電荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），溶液呈中性，即c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，則溶液中離子濃度關(guān)系：c（NH₄⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{m}{2}$mol/L，溶液中氨水過量，過量的氨水的濃度c（NH₃•H₂O）=$\frac{n-m}{2}$mol/L，氨水中的電離常數(shù)為$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（{H}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{\frac{m}{2}×1{0}^{-7}}{\frac{n-m}{2}}$=$\frac{n×1{0}^{-7}}{n-m}$；常溫常壓下pH均等于5的NH₄Cl和HCl溶液，氯化銨溶液中銨根離子水解顯酸性促進(jìn)水的電離，由水電離出的氫離子濃度就是10^-5mol/L，鹽酸溶液中氫離子對(duì)水的電離起到抑制作用，則HCl溶液中水電離出的氫離子濃度為$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，所以pH=5的鹽酸和pH=5的氯化銨溶液中，由水電離出來的C（H⁺）之比10^-9：10^-5=10^-4：1；
故答案為：c（NH₄⁺）=c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；$\frac{n×1{0}^{-7}}{n-m}$；10^-4：1；
（2）25°C下，向0.1mol•L^-1的NaI溶液中逐滴加入適量的0.1mol•L^-1硝酸銀溶液，銀離子與碘離子結(jié)合生成AgI黃色沉淀，向AgI濁液中加入Na₂S溶液，碘化銀轉(zhuǎn)化為Ag₂S，黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀：反應(yīng)的離子方程式為：2AgI（s）+S^2-（aq）=Ag₂S（s）+2I^-（aq）；
故答案為：產(chǎn)生黃色沉淀；黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀；2AgI（s）+S^2-（aq）=Ag₂S（s）+2I^-（aq）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式及讀圖能力、弱電解質(zhì)的電離和電離常數(shù)的計(jì)算、沉淀的轉(zhuǎn)化等，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意溶液中電荷守恒的應(yīng)用和電離常數(shù)的計(jì)算方法．