Question

4．Ⅰ．在發(fā)射“神舟”七號的火箭推進器中裝有肼（N₂H₄）和過氧化氫，當兩者混合時即產生氣體，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)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水，則整個過程中轉移的電子的物質的量為0.4mol，該反應的熱化學方程式為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，過氧化氫的電子式為
Ⅱ．某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5，因此，對PM2.5、SO₂、NO_x等進行研究具有重要意義．請回答下列問題：
（3）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成室溫待測試樣．
若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學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

根據表中數據判斷PM2.5待測試樣的pH=4．
（4）為減少SO₂的排放，常采取的措施有：①將煤轉化為清潔氣體燃料水煤氣．
寫出焦炭與水蒸氣反應的化學方程式（注明反應條件）：C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
水煤氣除可用作燃料氣外，請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．以下物質可作洗滌劑的是bd．
a． Na₂SO₄ b．Na₂CO₃         c．CaCl₂ d．NaHS．

Answer 1

分析 （1）熱化學方程式結合蓋斯定律計算分析得到熱化學方程式；依據反應前后元素化合價變化分析計算氧化還原反應的電子轉移；
（2）肼分子中每個N原子形成3個共價鍵，且還含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論確定N原子雜化類型；過氧化氫為共價化合物，據此書寫電子式；
（3）先根據溶液中電荷守恒計算氫離子的濃度，然后求出pH；
（4）①碳和水蒸氣反應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，二氧化硫溶于水得亞硫酸，酸性強于碳酸，所以可以和碳酸鈉溶液反應．

解答 解：（1）①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.6kJ/mol
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol；
依據蓋斯定律，①-②×4得到：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂ （g）+4H₂O （l）△H=-817.6 kJ/mol；依據反應前后元素化合價變化可知，N₂H₄～N₂～4e^-；3.2g液態(tài)肼物質的量=$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol；依據電子守恒計算得到轉移電子為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N原子形成3個共價鍵，且還含有一個孤電子對，其價層電子對個數是4，所以氮原子的雜化方式為sp³雜化，過氧化氫為共價化合物，據此書寫電子式為：，
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值根據溶液中電荷守恒：c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）計算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的化學方程式為：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：和硫酸鈉不反應，故a錯誤；
b．二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應：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，不能用氯化鈣溶液吸收二氧化硫，故c錯誤；
d．二氧化硫與硫氫化鈉溶液反應生成硫單質，所以可以用硫氫化鈉溶液吸收，故d正確；
故選：bd．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫方法、蓋斯定律的計算應用，氧化還原反應的電子轉移計算、溶液pH值的計算，掌握蓋斯定律的含義，明確溶液中電荷守恒規(guī)律及pH計算公式是解題關鍵，題目難度中等