Question

【题目】Ⅰ.含氨废水和废气对环境造成的污染越来越严重，某课外活动小组先测定废水中含NO3-为3×10-4 mol/L，而后用金属铝将NO3-还原为N2，从而消除污染。

(1)配平下列有关离子方程式：_____NO3-+_______Al+_______H2O→_______N2↑+______Al(OH)3+________OH-。

(2)上述反应中被还原的元素是____________，每生成2 molN2转移_________mol电子。

(3)有上述废水100 m3，若要完全消除污染，则所消耗金属铝的质量为_________g。

Ⅱ.NO与Cl2在常温常压下可以合成亚硝酰氯(NOCl)。它是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点-64.5 ℃，沸点-5.5℃，遇水易水解。亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂。实验室制备原料气Cl2的装置如图所示：

(4)实验室制Cl2时，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为_________________________。

(5)将上述收集到的Cl2充入D的集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。

①装置D中发生的反应方程式为__________________________。

②如果不用装置E会引起什么后果：__________________。

③某同学认为装置F不能有效吸收尾气中的某种气体，该气体为_____________，为了充分吸收尾气，可将尾气与________________同时通入氢氧化钠溶液中。

Answer 1

【答案】6 10 18 3 10 6 N 20 1350 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NO+Cl2═2NOCl F中的水蒸气进入D装置中，会导致产品水解 NO O2

【解析】

Ⅰ.N元素化合价由+5降低为0，铝元素化合价由0升高为+3；根据反应的离子方程式计算消耗金属铝的质量；

Ⅱ.实验室在加热条件下用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气；NO与Cl2发生化合反应生成NOCl，根据NOCl遇水易水解分析装置E的作用；尾气中含有NO，NO不能与氢氧化钠溶液反应。

(1) N元素化合价由+5降低为0，铝元素化合价由0升高为+3，根据得失电子守恒、元素守恒、电荷守恒配平离子方程式为6NO3-+10Al+18H2O==3N2↑+10Al(OH)3+6OH-。

(2)上述反应中，N元素化合价由+5降低为0，被还原的元素是N，每生成2 molN2转移2mol×2×(5－0)=20mol电子。

(3) 100 m3废水含有NO3-的物质的量是100×103L×3×10-4 mol/L=30mol，设反应消耗铝的物质的量是n

=50mol，则所消耗金属铝的质量为50mol×27g/mol= 1350g。

(4) 实验室在加热条件下用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，制Cl2时发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(5) ①装置D中NO与Cl2发生化合反应生成NOCl，发生的反应方程式为2NO+Cl2═2NOCl。

②NOCl遇水易水解，若没有E装置，F中的水蒸气进入D装置中，会导致产品水解。

③尾气中含有NO，NO不能与氢氧化钠溶液反应，该气体为NO，氧气与NO反应生成NO2，为了充分吸收尾气，可将尾气与O2同时通入氢氧化钠溶液中。