化学在环境保护中起着十分重要的作用.催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.(1)催化反硝化法中.H2能将NO3-还原为N2.25℃时.反应进行10 min.溶液的pH由7变为12.①N2的结构式为 .②上述反应离子方程式为 .其平均反应速率v(NO3-)为 mol·L-1·min-1.③还原过程中可生成中间产物NO2- 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）催化反硝化法中，H₂能将NO₃^-还原为N₂。25℃时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。
①N₂的结构式为________。
②上述反应离子方程式为____________________，其平均反应速率v（NO₃^-）为________mol·L^－1·min^－1。
③还原过程中可生成中间产物NO₂^-，写出3种促进NO₂^-水解的方法________。
（2）电化学降解NO₃^-的原理如图所示。
①电源正极为________（填“A”或“B”），阴极反应式为______________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm_左－Δm_右）为________g。

（1）①N≡N　②2NO₃^-＋5H₂N₂＋2OH^－＋4H₂O　0.001　③加酸，升高温度，加水
（2）①A　2NO₃^-＋6H₂O＋10e^－=N₂↑＋12OH^－
②14.4
点拨：知识：氧化还原反应方程式、电极反应方程式的书写；电极名称的判断、根据电极反应式计算等。能力：全面考查学生运用所学的氧化还原反应原理、电化学原理分析问题和解决问题的能力，对化学计算的能力也进行了考查。试题难度：较难。

解析

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已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平)：
Cu＋2H₂SO₄(浓)CuSO₄＋A↑＋2H₂O
试通过计算和推理完成下面的问题：
（1）A物质可以导致酸雨的形成。则A应该属于        (用字母代号填写)
A．酸     B．碱     C．盐     D．酸性氧化物     E．碱性氧化物
A物质可以使酸性KMnO₄溶液褪色，此反应中        (填写化学式，下同）失去电子，氧化剂是        。
（2）若A物质通入品红溶液，观察到溶液褪色，说明A物质具有        （填序号，下同）；若A物质通入Na₂S溶液，观察到溶液中出现淡黄色浑浊，说明SO₂具有                  。
A．氧化性             B．还原性             C．漂白性
若A物质通入双氧水，请大胆判断所得溶液是        (填溶质的化学式)
（3）一定量的铜片与100mL 18mol/L 的浓H₂SO₄充分反应，如果该反应过程中转移了0．2mol电子，生成的A气体在标准状况下体积为        L (假设气体全部逸出)。若用4 mol·L^-1的NaOH溶液吸收生成的A，并生成正盐，写出发生的反应方程式                计算需要NaOH溶液的体积        L。

氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途，贯穿古今。
(1)水是人体的重要组成成分，是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型
与氧化还原反应的关系”也可用如图表达。

试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：________________________，其中水为________剂。
(2)氯化铵常用作焊接。如：在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为：
CuO＋____NH₄ClCu＋____CuCl₂＋N₂↑＋____H₂O。
①配平此氧化还原反应方程式。
②该反应中，被氧化的元素是________(填元素名称)，氧化剂是________(填化学式)。
(3)(2011·福建高考卷节选)磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷，反应为：
2Ca₃(PO₄)₂＋6SiO₂=6CaSiO₃＋P₄O₁₀，10C＋P₄O₁₀=P₄＋10CO。
每生成1 mol P₄时，就有________mol电子发生转移。

将5．5 g铁铝混合物粉末加入900mL 1．00 mol/L HNO₃溶液中，充分反应后，得a L（标准状况）NO气体。
（1）HNO₃是否过量___________。
（2）若a=3．36L（标准状况），则混合物中铝的质量分数为_________%。
（3）若a=3．36L（标准状况），往反应后的溶液中加入___________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液时生成的沉淀量最大，还要加________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液才能使沉淀的量保持不变。

已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系，共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七种物质：
(1)该反应中，化合价升高的反应物是________，化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(需配平)
__________ _____________________________________________________________。
(3)上述反应中，氧化剂是________，1 mol氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________ mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO₃，溶液又显紫红色。说出NaBiO₃的一个性质：
____________________________________________________。

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr₂O₃，以及SiO₂、Al₂O₃等杂质）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下：

反应器中主要发生的反应为：
Ⅰ.FeO·Cr₂O₃＋NaOH＋KClO₃→Na₂CrO₄＋Fe₂O₃＋H₂O+KCl（未配平）
Ⅱ.Na₂CO₃+SiO₂Δ Na₂SiO₃+CO₂↑
Ⅲ.Al₂O₃+2NaOHΔ 2NaAlO₂+H₂O
在步骤③中将溶液pH调节到7~8可以将SiO₃^2-和AlO₂^-转化为相应的沉淀除去。
（1）在反应Ⅰ中氧化剂是________，若有245g KClO₃参加反应，则转移的电子数为_____________。
（2）反应器中生成的Fe₂O₃又可和Na₂CO₃反应得到一种摩尔质量为111g/mol的化合物，能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出生成该化合物的化学反应方程式_____________________________
___________________________。
（3）操作④目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，其现象为__________________________，离子方程式为_______________________________________。
（4）请选用合适的方法进一步提纯粗产品重铬酸钾__________（填字母）
A．重结晶 B．萃取分液 C．蒸馏
（5）分析产品中K₂Cr₂O₇的纯度是利用硫酸酸化的K₂Cr₂O₇将KI氧化成I₂,然后利用相关物质测出I₂的量从而获得K₂Cr₂O₇的量，写出酸化的K₂Cr₂O₇与KI反应的化学方程式________________________。

氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：NO＋4H^＋＋3e^－=NO↑＋2H₂O；KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂(SO₄)₃四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：__________________________________。
（2）反应中硝酸体现了______________、______________的性质。
（3）反应中若产生0.2 mol气体，则转移的电子的物质的量是________ mol。
（4）若1 mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，常用的方法有两种。
方法1　还原沉淀法
该法的工艺流程为。
其中第①步存在平衡2CrO₄^2-（黄色）＋2H^＋Cr₂O₇^2-（橙色）＋H₂O。
（1）写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 mol Cr₂O₇^2-，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）第③步除生成Cr（OH）₃外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）Cr³^＋（aq）＋3OH^－（aq），常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp＝10^－32，当c（Cr³^＋）降至10^－5 mol·L^－1时，认为c（Cr³^＋）已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr³^＋是否沉淀完全（请写出计算过程）：____________________________________________________________________________。
方法2　电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr₂O₇^2-的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是___________________________________________________________。

偏二甲肼与N₂O₄是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH₃)₂NNH₂(l)＋2N₂O₄(l)＝2CO₂(g)＋3N₂(g)＋4H₂O(g) （I）
(1)反应（I）中氧化剂是_______。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄(g) 2NO₂(g) （Ⅱ）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。现将1 mol N₂O₄充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO₂的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N₂O₄）＝________mol·L^-1·s^-1。
(3)NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃时，将amol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是_____
_______________________________________________（用离子方程式表示）。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为_______mol·L^-1。（NH₃·H₂O的电离平衡常数取K_b＝2×10^-5 mol·L^-1，假设溶液的体积是bL）

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