Question

已知氮元素有許多化合價，其化合價有一3、0、+1、+2、+3、+4、+5

（1）下表是硝酸與某種金屬M在某些條件下反應所得還原產物的關系：

金屬鋅與某濃度的硝酸反應時，無氣體產生，則此化學反應中被還原的硝酸與參加反應的硝酸物質的量之比是____________。

（2）以氨作為燃料的固體氧化物（含 有0^2－)燃料電池，具有全固態 結構、能量效率高、無污染等特點，另外氨氣含氫量高，不含碳，易液化，方便運輸和貯存，是很好的氫源載體。其工作原理如圖所示，

①該電池工作時的總反應為_______________________

②固體氧化物作為電池工作的電解質，O^2-移動方向為________(選填“由電極a向電極b”或“由電極b向電極a”)。

③該電池工作時，在接觸面上發生的電極反應為________。

（3）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質和制備受到人們的關注。如圖所示裝置可用于制備N₂O₅,寫出在電解池中生成N₂O₅ 的電極反應式________________。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）1：10  4Zn+10HNO₃(稀)=4Zn(NO₃) ₂+NH₄NO₃+3H₂O。（2）4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O.由電極b向電極a(因為陰離子向原電池的負極移動) 2NH₃+3O^2-+6e^-= N₂+3H₂O  （3）N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺。

【解析】

試題分析：（1）金屬鋅與某濃度的硝酸反應時，無氣體產生，說明硝酸被還原產生的氨氣被硝酸吸收產生了硝酸銨。反應的化學方程式為：4Zn+10HNO₃(稀)=Zn(NO₃) ₂+NH₄NO₃+3H₂O此化學反應中有10個HNO₃參加反應，其中被還原的HNO₃是1個。所以被還原的硝酸與參加反應的硝酸物質的量之比是1：10.（2）①該電池工作時的總反應為4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O。② 固體氧化物作為電池工作的電解質，O^2-會向正電荷較多的負極方向移動。即移動方向為由電極b向電極a。③該電池工作時，在接觸面上發生的電極反應為2NH₃+3O^2-+6e^-= N₂+3H₂O 。（3） 用電解法以N₂O₄和2HNO₃為原料，在電解池中生成N₂O₅ 的電極反應式N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺。

考點：考查硝酸的化學性質及應用、氨氣燃料電池的工作原理等知識。