Question

1．氮的重要化合物，如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等在生產(chǎn)、生活中具有重要作用．
（1）利用NH₃的還原性可消除氮氧化物的污染，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+229.3kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₂=-906.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃
則△H₃=-2053kJ•mol^-1
（2）使用NaBH₄為誘導(dǎo)劑，可使Co²⁺與肼在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)，制得高純度納米鈷，該過(guò)程產(chǎn)生的氣體無(wú)毒，寫出該反應(yīng)的離子方程式2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O
（3）在微電子工業(yè)中，NF₃常用作氮化硅的蝕刻劑，工業(yè)上通過(guò)電解含NH₄F等的無(wú)水熔融物生產(chǎn)NF₃，其電解原理如圖所示．
氮化硅的化學(xué)式為Si₃N₄
a電極為電解池的陽(yáng)（填“陰”或“陽(yáng)”）極，
寫出該電極的電極反應(yīng)式NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （i）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （ii）
由蓋斯定律可知（ii）-（i）×5得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）；
（2）依據(jù)題意，反應(yīng)物為Co²⁺與肼（N₂H₄）、堿性條件下存在OH^-，生成物為：鈷單質(zhì)，據(jù)此得出Co的化合價(jià)降低，故N的化合價(jià)升高，只能為0價(jià)，即氮?dú)�，依�?jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒回答即可；
（3）氮化硅中N的非金屬性強(qiáng)于Si，Si顯+4價(jià)，故N顯-3價(jià)，據(jù)此書寫化學(xué)式；
由圖可知，氫離子在b極得到電子生成氫氣，故b為陰極，那么a為陽(yáng)極，以此解答該題．

解答 解：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （i）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （ii）
由蓋斯定律可知（ii）-（i）×5得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=（-906.5kJ•mol^-1）-5×（229.3kJ•mol^-1 ）=-2053 kJ•mol^-1，
故答案為：-2053 kJ•mol^-1；
（2）反應(yīng)物為Co²⁺與肼（N₂H₄）、堿性條件下存在OH^-，生成物為：鈷單質(zhì)，據(jù)此得出Co的化合價(jià)降低，故N的化合價(jià)升高，只能為0價(jià)，即氮?dú)�，�?jù)此得出還有水生成，氧化還原反應(yīng)中存在得失電子守恒以及元素守恒，故此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O，
故答案為：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O；
（3）氮化硅中N的非金屬性強(qiáng)于Si，Si顯+4價(jià)，故N顯-3價(jià)，故氮化硅的化學(xué)式為：Si₃N₄，氫離子在b極得到電子生成氫氣，故b為陰極，那么a為陽(yáng)極，陽(yáng)極上銨根失去電子生成NF₃，電極反應(yīng)方程式為：NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺，
故答案為：Si₃N₄； 陽(yáng)； NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及蓋斯定律的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式書寫、電解池反應(yīng)原理等知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，難度較大，注意相關(guān)知識(shí)的整理歸納．