氮及其化合物在工农业生产中有重要应用。请回答下列问题。

(1)研究发现在常压下把氢气和氮气分别通入一个加热到570 ℃的电解池(如图)中，氢气和氮气合成了氨，而且转化率高达78%。装置中所用的电解质(图中灰色部分)能传导H^＋，则阴极反应为______________________________________。

(2)氨可以制备亚硝酸(HNO₂)、连二次硝酸(H₂N₂O₂)等多种化工产品。已知：25 ℃时，亚硝酸(HNO₂)和连二次硝酸(H₂N₂O₂)的电离常数数值如下表所示：

①pH相等的NaNO₂溶液和NaHN₂O₂溶液中：c(NO)________c(HN₂O)(填“>”“<”或“＝”)。

②25 ℃时，NaNO₂溶液中存在水解平衡，其水解平衡常数K_b＝________(填数值)。

(3)常温下，用0.01 mol·L^－1的NaOH溶液滴定10.00 mL 0.01 mol·L^－1 H₂N₂O₂溶液，当两者恰好完全反应生成正盐时，溶液中离子浓度的大小顺序为____________________________。

(4)常温下用0.100 mol·L^－1 AgNO₃溶液滴定50.0 mL 0.0500 mol·L^－1 SCN^－溶液的滴定曲线如图所示。已知K_sp(AgI)＝1.0×10^－18。下列有关描述错误的是________(填序号)。

A．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag^＋)·c(SCN^－)＝K_sp(AgSCN)

B．相同实验条件下，若改为0.0600 mol·L^－1SCN^－，反应终点c向a方向移动

C．根据曲线数据计算可知K_sp(AgSCN)的数量级为10^－12

D．相同实验条件下，若改为0.0500 mol·L^－1 I^－溶液，反应终点c向b方向移动

答案

答案　(1)N₂＋6H^＋＋6e^－===2NH₃　

(2)①>　②2.0×10^－11

(3)c(Na^＋)>c(N₂O)>c(OH^－)>c(HN₂O)>c(H^＋)　(4)B

解析　(1)氢气和氮气在酸性条件下合成氨，氮气在阴极得到电子生成氨气，阴极的电极反应式为：N₂＋6H^＋＋6e^－===2NH₃。

(2)①酸的电离常数越大，酸性越强，即亚硝酸(HNO₂)和连二次硝酸(H₂N₂O₂)的酸性强弱：HNO₂>H₂N₂O₂，所以HN₂O的水解程度大，浓度相同的NaNO₂溶液和NaHN₂O₂溶液中，c(HN₂O)小，pH大，故pH相等的NaNO₂溶液和NaHN₂O₂溶液中：c(NO)>c(HN₂O)。

②水解平衡常数K_b＝，所以25 ℃时，NaNO₂溶液中存在水解平衡，其水解平衡常数K_b＝＝＝2.0×10^－11。

(3)NaOH和H₂N₂O₂恰好完全反应生成正盐Na₂N₂O₂，主要离子为Na^＋和N₂O，N₂O是二元弱酸根离子，分步水解，溶液呈碱性，由于水的电离平衡使c(OH^－)>c(HN₂O)，所以Na₂N₂O₂溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na^＋)>c(N₂O)>c(OH^－)>c(HN₂O)>c(H^＋)。

(4)K_sp只与温度有关，温度不变则K_sp不变，所以曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag^＋)·c(SCN^－)＝K_sp(AgSCN)，故A正确；溶度积常数只随温度改变而改变，改变滴定反应液浓度，不改变溶度积常数，所以相同实验条件下，若改为0.0600 mol·L^－1 SCN^－，则所需AgNO₃ 溶液体积就变为＝30 mL，故B错误；到达滴定终点时曲线斜率突变，图中c点为滴定终点，此处－lg c(SCN^－)＝6，则c(Ag^＋)＝c(SCN^－)＝10^－6 mol/L，所以根据曲线数据计算可知K_sp(AgSCN)＝10^－12，K_sp(AgSCN)的数量级为10^－12，故C正确；因为K_sp(AgI)<K_sp(AgSCN)，反应到达滴定终点时c(I^－)<c(SCN^－)，所以终点由c向b移动，故D正确。